Recupero e riutilizzo acque reflue per uso industriale. Una sfida e un’opportunità per le imprese italiane.

Aspetti tecnici, normativi ed economici.

dott. Davide Luani, dott. Gianlorenzo Minarini. Petroltecnica S.p.A.

CONFERENZA NAZIONALE INDUSTRIA E AMBIENTE

20 settembre 2019

RemTech Expo 2019 (18, 19, 20 Settembre) FerraraFierewww.remtechexpo.com

OBIETTIVI

Limitazione prelievo acque superficiali e sotterranee

Riduzione impatto degli

scarichi sul corpo recettore

Riduzione e ottimizzazione

dei costi di gestione della

risorsa

Miglioramento della

Performance ambientale

delle aziende

Decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152

Art. 101 – Criteri generali della disciplina degli scarichi

Comma 10.

Le Autorità competenti possono promuovere e stipulare accordi e

contratti di programma con soggetti economici interessati, al fine di

favorire il risparmio idrico, il riutilizzo delle acque di scarico e il

recupero come materia prima dei fanghi di depurazione, con la

possibilità di ricorrere a strumenti economici, di stabilire agevolazioni

in materia di adempimenti amministrativi e di fissare, per le sostanze

ritenute utili, limiti agli scarichi in deroga alla disciplina generale, nel

rispetto comunque delle norme comunitarie e delle misure

necessarie al conseguimento degli obiettivi di qualità.

CONTESTO NORMATIVO

Art. 1.

3. Il presente regolamento non disciplina il riutilizzo di acquereflue presso il medesimo stabilimento o consorzio industrialeche le ha prodotte

DECRETO MINISTERIALE 12 giugno 2003, n. 185«Regolamento recante norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue in attuazione dell’articolo26, comma 2, del D.Lgs. 11 maggio 1999, n. 152».

Art. 3. — Destinazioni d’uso ammissibili. —1. Le destinazionid’uso ammissibili delle acque reflue recuperate sono le seguenti:a) irriguo: per l’irrigazione di colture destinate sia alla produzione di alimenti per il consumo umano ed animale sia afini non alimentari, nonché per l’irrigazione di aree destinateal verde o ad attività ricreative o sportive;b) civile: per il lavaggio delle strade nei centri urbani; perl’alimentazione dei sistemi di riscaldamento o raffreddamento;per l’alimentazione di reti duali di adduzione, separate da quelle delle acque potabili, con esclusione dell’utilizzazione direttadi tale acqua negli edifici a uso civile, ad eccezione degli impianti di scarico nei servizi igienici;c) industriale: come acqua antincendio, di processo, di lavaggio e per i cicli termici dei processi industriali, con l’esclusionedegli usi che comportano un contatto tra le acque reflue recuperate e gli alimenti o i prodotti farmaceutici e cosmetici.

DECRETO MINISTERIALE 12 giugno 2003, n. 185«Regolamento recante norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue in attuazione dell’articolo26, comma 2, del D.Lgs. 11 maggio 1999, n. 152».

Art. 4. — Requisiti di qualità delle acque reflue ai fini del riutilizzo. —

1. Fermo restando quanto previsto al punto 3 dell’allegato al presente regolamento, le acque reflue recuperate destinate al riutilizzo irriguo o civile devono possedere, all’uscita dell’impianto di recupero, requisiti di qualità chimico-fisici e microbiologici almeno pari a quelli riportati nella tabella del medesimo allegato. In caso di riutilizzo per destinazione d’uso industriale, le parti interessate concordano limiti specifici in relazione alle esigenze dei cicli produttivi nei quali avviene il riutilizzo, nel rispetto comunque dei valori previsti per lo scarico in acque superficiali dalla tabella 3 dell’allegato 5 del decreto legislativo n. 152 del 1999.

DECRETO MINISTERIALE 12 giugno 2003, n. 185«Regolamento recante norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue in attuazione dell’articolo26, comma 2, del D.Lgs. 11 maggio 1999, n. 152».

Art. 8. — Scarico alternativo nel corpo recettore.

1. Qualora non venga effettuato il riutilizzo dell’intera portata trattata, l’impianto di recupero delle acque reflue deve prevedere uno scarico alternativo delle acque reflue trattate. Lo scarico alternativo deve assicurare al corpo recettore gli usi legittimi e gli obiettivi di qualità di cui al Titolo II, Capo I del decreto legislativo n. 152 del 1999 e, come minimo, deve essere conforme alle disposizioni del Titolo III, Capo III del medesimo decreto legislativo.

DECRETO MINISTERIALE 12 giugno 2003, n. 185«Regolamento recante norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue in attuazione dell’articolo26, comma 2, del D.Lgs. 11 maggio 1999, n. 152».

AllegatoRequisiti minimi di qualità` delle acque reflue recuperateall’uscita dell’impianto di recupero1. Fermo restando quanto stabilito dall’art. 4, ai fini del riutilizzo irriguo e civile, le acque reflue all’uscita dell’impianto direcupero ai fini del riutilizzo devono essere conformi ai limitiriportati nella tabella del presente allegato nel rispetto di quanto stabilito nei seguenti paragrafi.

Tabella parziale

RECUPERO E RIUTILIZZO ACQUE REFLUE INDUSTRIALI

SCENARIO 1.Azienda in cui è presente un sistema di depurazione per scarico in pubblica fognatura o in acque superficiali

SCENARIO 2.Azienda in cui NON è presente un sistema di depurazione per scarico in pubblica fognatura o in acque superficiali. I reflui prodotti sono avviati a smaltimento come rifiuti liquidi presso centro autorizzato.

Trattamento terziario per produzione acqua con caratteristiche compatibili con il processo produttivo.

Trattamento COMPLETO per depurazione e successiva produzione acqua con caratteristiche compatibili con il processo produttivo.

SCENARIO 1

ANALISI SOSTENIBILITA’ ECONOMICA E FATTIBILITA’

Con Riutilizzo Senza Riutilizzo

CAPEX (Oneri Investimento + oneri finanziari)

- €

OPEX ( Gestionali + EE + Manutenzioni)

- €

Risparmio Tariffa scarico in fognatura

+ €

Risparmio Tariffa emungimento + €

Migliori Performance ambientale + €

Minori Rischi ambientali (per scarico in CIS)

+ €

CAPEX (Oneri Investimento + oneri finanziari)

0

OPEX ( Gestionali + EE + Manutenzioni)

0

Tariffa scarico in fognatura - €

Tariffa emungimento - €

Gestione Rischi ambientali (per scarico in CIS)

- €

SCENARIO 2

ANALISI SOSTENIBILITA’ ECONOMICA E FATTIBILITA’

Con Riutilizzo Senza Riutilizzo

CAPEX (Oneri Investimento + oneri finanziari)

- €

OPEX ( Gestionali + EE + Manutenzioni)

- €

Riduzione significativa costi di smaltimento (Smaltimento fanghi e/o concentrati residui)

+ €€

Risparmio Tariffa emungimento + €

Migliori Performance ambientale + €

CAPEX (Oneri Investimento + oneri finanziari)

0

OPEX ( Gestionali + EE + Manutenzioni)

0

Costi smaltimento rifiuto liquido - €€

Tariffa emungimento - €

Gestione Rifiuti (stoccaggio temporaneo, documentazione, formulari ecc..)

- €

TECNOLOGIE DISPONIBILI PER RECUPERO E RIUTILIZZO ACQUE REFLUE A VALLE DI IMPIANTI DI DEPURAZIONE ESISTENTI

(SCENARIO 1)

EDI

Osmosi Inversa

Ultrafiltrazione

Scambio Ionico

Filtrazione Sabbia - CAG

Per il riutilizzo senza impianto

esistente, è necessario valutare il tipo di refluo da

trattare

SCENARIO 2

FILTRAZIONE

Chiarificazione acque • a monte di impianti di demineralizzazione o di

addolcimento• dopo pretrattamento chimico • dopo trattamento terziario sugli scarichi in genere

Declorazione per ELIMINARE ODORI

Deferrizzazione per ELIMINARE FERRO E MANGANESE

RESINE – SCAMBIO IONICO

Gli impianti a RESINE A SCAMBIO IONICO, sono di base costituiti da una

sezione di trattamento su resine cationiche e da una sezione di

trattamento su resine anioniche.

Attraverso l’utilizzo di resine a letto-misto (miscele di resine

cationiche ed anioniche si realizzano impianti per la

produzione di acqua demineralizzata ultrapura con

conducibilità inferiore a 0,1 µS/cm.

Queste resine sono provviste di gruppi

funzionali attivi, ancorati alla matrice, capaci di scambiare i loro ioni mobili con ioni della

stessa carica contenuti nella soluzione con cui

entrano a contatto.

ULTRAFILTRAZIONE

ULTRAFILTRAZIONE

OSMOSI INVERSA

Il processo di Osmosi Inversa utilizza il principio della inversione di flusso dell’acqua

da una soluzione più concentrata a quella meno concentrata tramite l’applicazione di una pressione alla soluzione concentrata.

la pressione applicata deve essere superiore alla “pressione osmotica” originale.

Intake

Sand filter5 micron filtration

10 mm filtration

R.O. UV

Treatedwater tank

+ Remi

Distributionpump

Cleaning In Place

OSMOSI INVERSA

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TECNOLOGIA MBR

Denitrification

Dosages:P & chlorine

Fine screenEqualizationLifting Oxidation

MBR

Sludge recirculation

Areated mixture

Excess sludge

IMPIANTO MBR

VANTAGGIMBR

• RESA DEPURATIVA SUPERIORE

• VOLUMI E INGOMBRO INFERIORI

• QUALITÀ DEL REFLUO GARANTITA

• MINOR PRODUZIONE DI FANGHI DA SMALTIRE

• ACQUA DEPURATA PRIVA DI BATTERI (POROSITÀ MEMBRANA 0,04 MICRON)

MBR

CON DENITRO

ELETTRODEIONIZZAZIONE «EDI»

L’elettrodeionizzazione (EDI) è un processo che

permette di rimuovere dal reflui gli ioni applicando un

potenziale elettrico generato tra un anodo e un catodo.

Un’unità EDI possiede almeno un canale attraverso il

quale passa il refluo da trattare e in cui è posizionata

sul un lato una membrana permeabile agli anioni,

mentre sul lato opposto una membrana permeabile ai

cationi.

Il canale in cui passa il fluido è riempito con una resina

a letto misto, che può essere specifica sia per anioniche per cationi

Nell’EDI, gli ioni nel refluo

di alimento sono scambiati

come ioni idrogeno e

idrossile nella resina.

Nell’EDI le resine sono

rigenerate in continuo,

dalla presenza del campo elettrico.

ESEMPIO 1

Tipologia Azienda: Metallurgica

Dati tecnici

Impianto esistente Chimico fisico a più stadi con sezione «AOP» Advance oxidation Process

Portata idraulica di scarico 200 mc/h

Corpo recettore Acque superficiali

Emungimento Acquedotto - Pozzi

Qualità scarico Limiti < Tab 3 All. V D.lgs152/2006

Obiettivo Step 1

Recupero 10%

Riutilizzo Utenze industriali acque demi

Qualità acqua recuperata Conducibilità < 30 µS

SCHEMA IMPIANTO

Rilancio corpo

recettore

Sezione UF

Sezione RO

Rilancio del

concentrato in

testa impianto

Vasca

Permeato

Dal Depuratore

4 mc/h

Corpo Recettore

20 mc/h24 mc/h

176 mc/h

200 mc/h

• Utenze acqua demi produzione.

• Utenze utilities

ESEMPIO 2

Tipologia Azienda: Tessile

Dati tecnici

Impianto esistente Neutralizzazione - pretrattamenti. Reattore biologico modello «carusel» sedimentatore circolare – filtrazione finale di sicurezza – dosaggio decoloranti.

Portata idraulica di scarico 76 mc/h

Corpo recettore Acque superficiali

Emungimento Pozzi

Qualità scarico Limiti < Tab 3 All. V D.lgs 152/2006

Obiettivo Step 1

Recupero > 70 %

Riutilizzo Utenze industriali acque demi

Qualità acqua recuperata Conducibilità < 40 µS

SCHEMA IMPIANTO

Rilancio corpo

recettore

Sezione UF

Sezione RO 1

Rilancio del

concentrato

sezione

evaporazione

Vasca

Permeato

Dal Depuratore

8 mc/h

Corpo Recettore

38 mc/h54 mc/h

22 mc/h

76 mc/h

• Utenze acqua demi produzione.

• Utenze utilities

Evaporatore

Smaltimento

Concentrato

Concentrato

Concentrato

Sezione RO 2

16 mc/h

Inp

ut

Dep

ura

tore

8 mc/h

2,6 mc/h

5,4 mc/h

GRAZIE PER L’ATTENZIONE,

Dott./Ing. Davide Luani

Ente/Società/Università PETROLTECNICA SPA

Telefono: 389 4689358

E-mail: davide.luani@petroltecnica.it