Forme Avanzate di Gestione dei fanghi di depurazione in un Hub Innovativo lombardo – ID 1178787
FANGHI E SOSTENIBILITA’, UN BINOMIO POSSIBILE
Forme avanzate di gestione dei fanghi di depurazione in un hub innovativo lombardo
Circa 800mila tonnellate, delle quali 500mila derivanti da acque reflue urbane. Sono i numeri della produzione di fanghi in Lombardia (dati ARPA 2017) che rendono necessaria la ricerca di strategie di lungo periodo per il trattamento, il recupero e il riutilizzo di questo rifiuto, mediante un approccio di gestione sostenibile, finalizzato alla tutela del benessere delle persone e dei territori.
Da queste esigenze è nato il progetto di economia circolare FANGHI, Forme avanzate di gestione dei fanghi di depurazione in un hub innovativo lombardo. Presentato da A2A Ambiente S.p.A., capofila di un partenariato con Brianzacque S.r.l., Istituto Di Ricerche Farmacologiche Mario Negri IRCCS, Lariana Depur S.p.A., MM S.p.A. e TCR Tecora S.r.l., il progetto ha vinto il bando Call Hub Ricerca e Innovazione, promosso da Regione Lombardia.
Il progetto
Il progetto FANGHI, nasce nel 2019 all’interno dei gruppi di lavoro del Cluster lombardo per l’energia e l’ambiente - Lombardy Energy Cleantech Cluster - e si pone l’obiettivo di sperimentare nuove tecnologie di trattamento dei fanghi di depurazione per ottimizzare la gestione dello smaltimento e del recupero energetico e di materie prime, e per valutare la sostenibilità come fertilizzante in agricoltura.
Le sperimentazioni sono finalizzate all’individuazione della strategia, singola o combinata, più vantaggiosa in termini di sostenibilità sanitaria, ambientale energetica ed economica.
Il ruolo e le attività dei partner
Ogni partner coinvolto nel progetto porterà il suo contributo con attività e azioni specifiche.
Nel campo della termovalorizzazione, MM realizzerà un impianto sperimentale per la mono-combustione di miscele di fanghi disidratati ed essiccati e sperimenterà un processo di carbonatazione dei fanghi (HTC).
In due impianti differenti, A2A Ambiente testerà sia la co-combustione con rifiuti residui e da trattamento urbani non recuperabili per ottimizzare il recupero energetico e di materiali, sia la mono-combustione per l’estrazione e il recupero di un elemento nutriente essenziale dalle ceneri, il fosforo.
BrianzAcque sperimenterà un nuovo impianto innovativo, il primo in Europa, in grado di essiccare biologicamente i fanghi di depurazione e ridurre i quantitativi destinati a recupero energetico.
Nel campo della gestione sostenibile e di trattamento dei reflui urbani, Lariana Depur sperimenterà diverse tecnologie per la rimozione dei composti perfluorati (PFAS) e realizzerà due impianti pilota per valutare la rimozione di questi composti dalle acque reflue e dai fanghi.
TCR TECORA® avrà il ruolo di sviluppare la tecnologia innovativa atta alla valutazione di impatto sanitario ed ambientale, attraverso sistemi combinati di monitoraggio della qualità dell’aria e la realizzazione di un prototipo per il monitoraggio real-time dei metalli a camino.
Infine, l’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri (IRFMN) valuterà l’impatto sanitario-ambientale delle differenti strategie di impiego dei fanghi, attraverso un innovativo metodo integrato, condiviso con l’Istituto Superiore della Sanità.
Diversi esperti e accademici coinvolti nel progetto si occuperanno inoltre della valutazione economica e normativa degli interventi migliorativi proposti.
L’idea in più
Un ulteriore elemento di innovazione del progetto riguarda il trattamento delle ceneri di fondo caldaia e delle ceneri leggere prodotte dai termovalorizzatori, un rifiuto attualmente smaltito ancora in discarica. L’idea prevede una stabilizzazione finalizzata a estrarre materiali inerti utilizzabili in campo edile in sostituzione di alcune materie prime vergini. L’Italia è povera di materie prime; la possibilità di re-impiegare rifiuti stabilizzati, ad esempio in sostituzione di alcuni minerali naturali, rientra nell’ottica di applicazione dei principi dell’economia circolare.
Le risorse tecnologiche messe in campo dal partenariato
Per il trattamento dei fanghi di depurazione, A2A Ambiente utilizzerà due dei suoi impianti esistenti che saranno il centro della sperimentazione delle nuove tecnologie di co-combustione e di mono-combustione.
A Brescia, in un impianto con tecnologia a griglia, verrà effettuata una sperimentazione in co-combustione dei fanghi con rifiuti residui e da trattamento dei rifiuti urbani non recuperabili. Verrà installato un nuovo sistema di stoccaggio e pompaggio dei fanghi per il dosaggio nel combustore che consentirà di analizzare l’influenza della co-combustione sull’efficienza energetica e sulla possibilità di recuperare materiali dalle ceneri di fondo e da quelle leggere.
A Corteolona, verrà predisposto un sistema di essicazione dei fanghi ed un impianto pilota per l’estrazione del fosforo dalle ceneri. Verrà utilizzato l’impianto esistente con tecnologia a letto fluido per effettuare le prove di mono-combustione dei fanghi e di recupero di fosforo dalle ceneri.
Al fine di valutare soluzioni alternative per il trattamento fanghi e per il recupero di materia ed energia MM realizzerà presso il suo Depuratore di Milano San Rocco (1.036.000 a.e.) un impianto sperimentale per il mono-incenerimento fanghi di depurazione biologica: in aggiunta MM installerà un impianto di carbonatazione (HTC), alimentato con fanghi disidratati, per la produzione di biochar, da avviare anch’esso al forno. La sperimentazione utilizzerà miscele di fanghi disidratati, fanghi essiccati e biochar al fine di valutare le migliori condizioni di utilizzo dell’impianto in termini di autotermia, qualità delle emissioni, qualità delle ceneri e facilità di recuperare fosforo, potassio e altra materia da esse.
BrianzAcque svilupperà il primo impianto in Europa di bioessicamento dei fanghi di depurazione. La struttura sarà in grado di essiccare e di ridurre i residui del ciclo depurativo mediante calore generato dalla proliferazione batterica, così da ottenere materiale idoneo alla successiva valorizzazione energetica e al recupero di fosforo.
Le attività sperimentali condotte da Lariana Depur, sono finalizzate ad individuare l’origine della presenza dei composti perfluorati (PFAS) nei fanghi di depurazione e nelle acque reflue depurate immesse nell’ambiente, e ad individuare strategie tecnologiche per la rimozione a monte e nelle fasi di depurazione centralizzata. In laboratorio, presso il Politecnico di Milano, saranno selezionati con prove sperimentali trattamenti per la rimozione di PFAS dalle acque reflue a livello di processi produttivi, a piè di fabbrica, in ingresso agli impianti di depurazione, in diverse fasi di trattamento depurativo, sulla linea fanghi. La selezione, eseguita con approfondimenti dello stato dell’arte, prenderà in considerazione l’adsorbimento, la coagulazione/flocculazione, la separazione con membrana e i trattamenti anaerobici. Presso l’impianto di depurazione Alto Seveso a Fino Mornasco (CO) si prevede la realizzazione di due impianti pilota basati su due diverse tecnologie risultanti ottimali dalla selezione effettuata con le prove di laboratorio, per il trattamento in continuo e la rimozione dei PFAS dalle acque reflue e dai fanghi.
Nella scelta della dotazione strumentale in grado di caratterizzare le emissioni derivanti dalla combustione dei fanghi di depurazione e la qualità dell’aria associata, TCR Tecora® investirà nello studio e nella realizzazione di strumentazione per il campionamento ed analisi dei microinquinanti con particolare attenzione alle diossine ed ai metalli. Sarà realizzato uno strumento di campionamento diossine a taratura dinamica con la finalità di diminuire i contributi di errore in ciascuna fase del campionamento e di fornire in questo modo un valore del dato più accurato. Sarà realizzato un prototipo di strumentazione in grado di rilevare in tempo reale i metalli in emissione, per cui è inoltre prevista l’attivazione di un Dottorato Industriale focalizzato sul progetto, migliorando così lo stato attuale di determinazione di questo parametro che si basa sul campionamento e la successiva analisi in laboratorio in due fasi temporali distinte.
L’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri, al fine di valutare l’impatto sanitario-ambientale delle differenti strategie di impiego dei fanghi, intende applicare le linee guida 2019 di ISS, integrandole con la metodologia VIS dell’Istituto. La Valutazione della Salute pubblica e Ambientale è effettuata con approccio tossicologico ed epidemiologico, valido e sufficiente strumento di analisi che valuta gli effetti dannosi esercitati dagli agenti chimici e fisici su campioni Biotici ed Abiotici attraverso lo studio:
delle sostanze tossiche singole e/o miscele delle loro caratteristiche chimico-fisiche dei loro effetti biologici. Nell’ambito della valutazione tossicologica, il criterio generale utilizzato è l’analisi della salute (Effetto-Danno) a diversi livelli trofici, a partire da microorganismi, passando ad organismi modello semplici, fino al vertice della catena alimentare, l’uomo.
Con questo approccio, pur differenziando l’ecotossicologia dalla tossicologia, si intende mantenere un unico modello tossicologico dove i diversi livelli si integrano, permettendo una migliore comprensione e verifica del possibile effetto sul diverso organismo e/o organo bersaglio. Ne scaturirà un Indice Tossicologico Quali/Quantitativo che permetterà di correlare ogni singolo indicatore all’effetto tossicologico complessivo.
Monitoraggio dei benefici
Il team interdisciplinare di esperti valuterà l‘impatto delle migliori tecnologie innovative per il recupero di energia e di nutrienti per garantire la tutela del benessere ambientale e delle persone.
I risultati attesi:
- Maggiore recupero di energia/calore per alimentare le reti di teleriscaldamento
- Smaltimento dei composti organici inquinanti
- Recupero di sostanze nutrienti fertilizzanti (fosforo e potassio)
- Riduzione della produzione dei fanghi Monitoraggio ambientale grazie ad un sistema di analisi combinato per il controllo dei microinquinanti organici e inorganici
- Valutazione ambientale, economica e normativa degli interventi migliorativi proposti
