Editing &Comunicazione: RISORSE RINNOVABILI

PRODUZIONE DI BIOGAS

DA «BIOMASSE AGRICOLE»

Una valida risposta alle esigenze di riduzione dell’inquinamento

Le biomasse possono essere considerate a pieno titolo risorse rinnovabili, quindi inesauribili nel tempo, purché impiegate a un ritmo non superiore alla capacità di rigenerazione biologica. Ma come si forma una biomassa? Lo abbiamo chiesto all’ingegner Marco Spada di Idroengineering, società del Gruppo Idrodepurazione: «Con l’energia della luce solare ogni giorno, durante la fotosintesi, che serve come fonte di nutrimento e di energia a quegli esseri viventi che non possono utilizzare direttamente l’energia del sole. Il fissaggio di energia nella biomassa della terra supera di circa 10 volte il fabbisogno energetico mondiale allo stadio attuale della civiltà; per il nutrimento dell’umanità è necessario solo circa 1/150 della quantità di energia fissata attraverso la biomassa. Naturalmente la società contemporanea deve ricorrere a un approvvigionamento energetico sufficiente e sicuro. Nel rifornirsi dalle fonti non rinnovabili, però, si delineano già oggi delle strettoie e dei problemi ambientali, che mostrano essere conveniente il ricorso in modo crescente a un approvvigionamento energetico attraverso risorse rinnovabili prodotte sul territorio nazionale». Quali dunque le soluzioni? «Risulta evidente», ha precisato l’ingegner Spada, «la convenienza ad utilizzare l’energia della biomassa agricola, energia che può essere ottenuta con microrganismi anaerobici in grado di produrre Biogas dalla degradazione della biomassa in assenza di ossigeno. Con tale processo si formano, quali prodotti finali, composti di alto valore energetico come alcoli, etanolo, metanolo e metano, sostanze adatte per la combustione ad alta temperatura e per l’utilizzo in motori a combustione interna con produzione di energia elettrica. A confronto con la combustione diretta della biomassa, il recupero anaerobico del biogas ha il vantaggio di poter operare anche con materiali liquidi e umidi. Per quanto riguarda i vantaggi economici di tale recupero - accanto a considerazioni di economia aziendale - valgono oggi anche riflessioni di economia politica. Per il rispetto del Protocollo di Kioto, infatti, viene dato particolare risalto al significato ecologico della fermentazione delle biomasse. Con il recupero del biogas si chiudono i circuiti naturali e non si immette nell’atmosfera ulteriore anidride carbonica, come invece avviene con i combustibili fossili. Inoltre materiali nutritivi, oligoelementi e importanti composti del carbonio rimangono conservati nel terreno». Anche la riduzione della dipendenza energetica dall’estero riveste un significato importante nell’economia politica: diversificazione e aumento dell’autonomia nell’approvvigionamento dell’energia, questi i principi sottolineati in tutti i più recenti studi. Sempre più in risalto il fatto che, con l’utilizzo decentrato di fonti energetiche rinnovabili, si determinano costi minori di quelli delle fonti energetiche convenzionali. Cresce quindi la disponibilità in Europa e in Italia a pagare un prezzo adeguato per ricavare energia dagli impianti di biogas (Certificati Verdi) e a favorire la realizzazione di nuovi impianti (forme di finanziamento, etc). Oltre al rapporto costi/benefici politico-economici, devono comunque essere presi in considerazione anche alcuni fattori qualitativi positivi: ● i rifiuti agricoli hanno spesso emissioni di odori molesti, perché durante l’immagazzinamento si liberano acidi organici e altri componenti con cattivi odori. Dopo il trattamento anaerobico, invece, il materiale fermentato è praticamente inodore; ● nel concime digestato viene ridotto il rapporto del carbonio con l’azoto, il fosforo, e le altre sostanze nutritizie, nonché con gli oligoelementi: il materiale digestato è quindi molto adatto come concime agricolo, senza avere gli effetti nocivi sul terreno che si notano spesso quando il letame non viene trattato; ● last, but not least, con la fermentazione si ottiene un effetto di igienizzazione con relativa riduzione della carica patogena.

L’IMPIANTO AGRIPOWER DI Idroengineering

L’impianto utilizza un processo anaerobico mesofilo a umido, e come unità di digestione anaerobica un reattore mesofilo a doppio stadio. Agripower ha uno scorrimento del substrato di tipo completamente miscelato con vasche cilindriche a copertura gasometrica. Il processo funziona a temperatura mesofila e con un substrato umido. La biomassa da alimentare, derivante da allevamenti e/o da produzione agricola - in proporzioni definite per la realizzazione di un’adeguata miscela - è periodicamente alimentata ad una sezione di triturazione e miscelazione, dove viene opportunamente miscelata e omogeneizzata. Successivamente la miscela, mescolata con una piccola parte di materiale digerito e di acqua di recupero per l’inoculazione, viene trasportata con coclee e immessa in un primo digestore anaerobico, dotato di scambiatore di calore per regolare la giusta temperatura di processo e di cupola gasometrica per la raccolta del biogas. In questo reattore avvengono le prime reazioni di degradazione del materiale organico. Successivamente, il materiale in fermentazione viene trasferito a un secondo digestore anaerobico, sempre dotato di scambiatore di calore per regolare la giusta temperatura di processo, e di cupola gasometrica per la raccolta del biogas, reattore in cui si completano le reazioni di fermentazione e si determina la maggiore produzione di biogas. L’impianto può essere completato con una sezione di compostaggio accelerato a biocelle chiuse, che permette di ottenere un compost finale di alta qualità (Sistema Humix).

Termomeccanica

GASOMETRO A SECCO A BASSA PRESSIONE - tipo WP

Il gasometro WP di Idroengineering è costituito da un sacco, a membrana pressostatica, realizzato completamente a tenuta e mantenuto alla pressione atmosferica, all’interno del quale viene realizzato lo stoccaggio del gas biologico. Il sacco è sospeso all’interno di una struttura metallica che ne assicura il completo isolamento e la necessaria protezione meccanica. La struttura è direttamente appoggiata su una platea di calcestruzzo armato. Tale struttura metallica, di tipo cilindrico con tetto conico, è realizzata con profilati di acciaio al carbonio zincati a caldo, con rivestimento in lamiera grecata zincata e preverniciata. La struttura è completata da una porta di accesso per il controllo della membrana, realizzata a piano terra, e di una scala con passerella di servizio in profilati metallici zincati a caldo, che consente di arrivare fino alla sommità del tetto conico, dove si trova il torrino di aerazione. Il biogas prodotto nella digestione anaerobica, attraverso la conduttura di collegamento viene inviato a un apposito dispositivo di sicurezza idraulica e di qui, con una tubazione centrale di collegamento, al sacco gasometrico a membrana. L’ingresso del gas fa gonfiare il sacco di contenimento per cui la pressione del gas che si determina all’interno della membrana è dovuta al solo peso della stessa e praticamente rientra tra 10 e 50 mm di colonna di acqua. Il dispositivo di sicurezza, che lavora sia sull’alta che sulla bassa pressione, permette di evitare ogni inconveniente alla membrana del gasometro, anche in caso di valori anomali di pressione che si dovessero determinare durante l’esercizio, e controlla il corretto funzionamento del gasometro. Il grado di riempimento viene segnalato da un apposito dispositivo indicatore che, a scelta, può essere di tipo meccanico o elettronico con rinvio di segnale 4-20 mA. L’utilizzo del gas viene ottenuto con una soffiante ADPE che alimenta le macchine utilizzatrici o la fiaccola ad una pressione di circa 500 mm di colonna d’acqua. Il basamento in cemento prevede una canaletta di passaggio del tubo di carico e scarico del gas biologico e una cameretta di alloggiamento delle apparecchiature di sicurezza (filtro taglia-fiamma, scaricatore di condensa e dispositivo di sicurezza).

VANTAGGI DEL GASOMETRO WP

● semplicità esecutiva

● lunga durata

● massima sicurezza

● grande versatilità

● costi di costruzione ridotti

● ottima funzionalità

CASE HISTORY - COMPOSTAGGIO

HUMIX

IL PROCESSO A BIOCELLE CHIUSE

Realizzato in Puglia da Idroengineering un impianto di compostaggio per il trattamento di residui agroalimentari, rifiuti verdi e fanghi provenienti da impianti di depurazione. Obiettivo: produzione compost di qualità.

Il processo di compostaggio si basa sulla maturazione biologica controllata, in ambiente aerobico, di materiale organico opportunamente preselezionato, attraverso il quale si ha produzione di materiali a catena molecolare più semplice, più stabile, igienizzati e ricchi di sotanza umica. Il materiale ottenuto dal compostaggio trova impiego come concime per le colture agricole e per il ripristino della sostanza organica dei suoli. Idroengineering, società del Gruppo Idrodepurazione, ha realizzato un impianto di compostaggio per il trattamento di residui agroalimentari nella Regione Puglia, per una quantità in ingresso pari a circa 45.000 t/anno. L’impianto, con processo Humix a biocelle chiuse - costituito da diverse sezioni che seguono il ciclo di trattamento - è stato progettato per raccogliere e trattare, oltre ai residui agroalimentari, rifiuti verdi e fanghi provenienti da impianti di depurazione, al fine di produrre un compost di qualità. I materiali in ingresso arrivano in una zona di ricezione, strutturata per garantire la separazione delle diverse tipologie di residuo: stoccaggio residui agroalimentari, stoccaggio verde (residui lignocellulosici) e stoccaggio di fanghi. I materiali lignocellulosici sono stati pretrattati con una macchina sfibratrice-trituratrice e convogliati mediante pala meccanica a un’apparecchiatura di miscelazione con i residui umidi, onde ottenere una miscela omogenea particolarmente adatta all’innesco di processi biologici di degradazione della sostanza organica. Dalla sezione di ricezione i materiali sono stati trasferiti, sempre mediante pala meccanica, al processo vero e proprio di trattamento, diviso in fermentazione accelerata e maturazione. La prima fase di fermentazione accelerata è stata realizzata mediante biocelle chiuse, dotate di un sistema di aerazione forzata e di bagnatura del materiale, che ha permesso di controllare i principali parametri di processo quali temperatura, umidità e concentrazione di ossigeno. Il funzionamento delle biocelle è controllato da adeguata strumentazione di misura, che provvede al controllo on line dei parametri della biomassa in fermentazione. Dopo la fermentazione, il materiale viene trasferito a una sezione di maturazione in aia coperta da capannone, dove viene steso in cumuli trapezoidali. Questo materiale è periodicamente areato mediante sistema di rivoltamento. Il tempo di residenza, pari a circa 15-20 giorni nelle biocelle e 70-75 giorni per la maturazione, consente un processo di 90 giorni complessivi, come previsto dall’attuale normativa sul compost di qualità. Alla fine del periodo di maturazione, il compost grezzo viene sottoposto a processo di vagliatura per allontanare il materiale strutturante legnoso di pezzatura superiore ed eventuali materiali indesiderati, e ottenere un prodotto finale pulito con granulometria prefissata. Il materiale strutturante (sovvallo) può essere in parte riciclato in testa all’impianto di compostaggio e rimiscelato insieme alle frazioni vegetali e ai fanghi. Molto importante per questa tipologia di impianto è stato il controllo delle emissioni odorose. L’impianto è stato dunque dotato di un sistema di deodorizzazione, costituito da un aspiratore e dal trattamento dell’aria esausta, e di reti di raccolta dei percolati, ovvero delle acque provenienti dai processi di trattamento, che convogliano gli scarichi a una vasca di raccolta. Da tale vasca i percolati, ricchi di frazioni organiche facilmente putrescibili, dopo essere sottoposti a grigliatura, vengono rilanciati alla sezione di fermentazione accelerata per mantenere adeguati livelli di umidità della biomassa e per il suo inoculo con un substrato batterico estremamente vitale. Tutto il controllo del processo è affidato a una strumentazione di misura e a un sistema di supervisione centralizzato, di controllo e regolazione dell’impianto, che permette la gestione automatica di tutto il processo sulla base di parametri preimpostati.

Per informazioni:

GRUPPO Idrodepurazione

Via Comina, 39

I – 20038 Seregno (MI)

Tel. +39 0362 2751.1

Fax +39 0362 2751.511

e-mail: info@idrodepurazione.com

Sito Internet: www.idrodepurazione.com

INQUINAMENTO

Oli minerali e idrocarburi, lux fiat

Il corretto smaltimento delle acque reflue contenenti idrocarburi: una pratica necessaria e importante.

E’ sufficiente un solo litro di olio per rendere imbevibile un milione di litri d’acqua, o una pellicola sottilissima dello stesso su fiumi, laghi o stagni, per impedire il ricambio di ossigeno e far così mancare alla flora e alla fauna il principio vitale. Dunque, un corretto smaltimento delle acque reflue contenenti idrocarburi è sicuramente di fondamentale importanza. Un bel quadro ce lo fa l’ingegner Massimo Muscari, responsabile commerciale di Idrodepurazione: «L’origine del problema è essenzialmente il numero sempre crescente di autoveicoli presenti sulle nostre strade», afferma Muscari, «che necessitano di una grande molteplicità di servizi, quali ad esempio autolavaggi, autofficine e stazioni di servizio. Naturalmente queste strutture generano notevoli quantitativi di acque inquinate da oli minerali leggeri e idrocarburi. La scelta e la progettazione delle strutture impiantistiche atte a trattare questi tipi di scarico è stata per lungo tempo lasciata in mano alla “fantasia” dei produttori. Abbiamo quindi assistito alla nascita di impianti - di produzione nazionale ed estera - privi di un’adeguata normativa tecnica di base e, soprattutto, della cui efficienza di funzionamento si hanno solo informazioni frammentarie e non sempre attendibili. E' quindi comprensibile l'imbarazzo dei tecnici, operanti a vario titolo nel settore specifico, nel valutare o scegliere soluzioni impiantistiche spesso assai diverse tra loro. Da queste considerazioni, e dalla consapevolezza della necessità di tutelare il territorio dalla minaccia costituita da questi scarichi, praticamente incontrollati, è nata la necessità di rifarsi a un’unica normativa valida in ambito internazionale. Attualmente, a livello europeo, è presente la normativa EN 858 che, rifacendosi ed integrando le norme tedesche DIN 1999, fissa i criteri dimensionali per gli impianti di depurazione atti a trattare le acque di scarico provenienti da officine meccaniche, stazioni di rifornimento carburante, autolavaggi, autorimesse, demolitori d'auto». Nel rispetto di questa normativa, Idrodepurazione ha realizzato un’ampia gamma di separatori statici prefabbricati per il trattamento delle acque reflue che contengono una massiccia presenza di oli minerali e idrocarburi. Il cuore del trattamento è costituito dal separatore di oli e benzine, che deve consentire la completa separazione dei liquidi leggeri, ottenendo così rendimenti di separazione superiori al 97%, per garantire il rispetto dei parametri di legge. La disoleazione avviene per flottazione ma, per consentire una maggiore efficacia del trattamento, nel separatore viene introdotto un particolare filtro, detto a "coalescenza", che permette l'attuazione dei fenomeni fisici dell'assorbimento e, appunto, della coalescenza. Le microparticelle di olio, infatti, aderiscono al materiale coalescente (assorbimento), si ingrossano unendosi (coalescenza) e formando particelle di dimensioni maggiori. Al raggiungimento di una determinata dimensione, queste ultime divengono instabili, si staccano dal filtro e poi flottano in superficie. I disoleatori devono essere muniti allo scarico di un dispositivo di sicurezza consistente in un otturatore a galleggiante, tarato in funzione della densità dell'olio minerale previsto; l'installazione di tale otturatore determina l'arresto del liquame allo scarico ogni qualvolta avviene il riempimento della camera grassi del separatore. Un dispositivo di allarme segnala l'avvenimento, avvertendo che bisogna svuotare del suo contenuto (olio) la camera grassi. La monoliticità dei manufatti Idrodepurazione permette un interramento veloce e pratico, assicurando l’assenza di infiltrazioni e di perdite nel terreno e offrendo assoluta garanzia contro gli inconvenienti igienici.

Impianti per la separazione statica

Idrodepurazione propone manufatti in calcestruzzo, acciaio o plastica per adattarsi a qualsiasi esigenza: la Serie SIAC NG per il pre-trattamento delle acque provenienti da stazioni di servizio, piazzali asfaltati di parcheggio, demolizione auto e autorimesse coperte.

Gli impianti delle Serie SIAC-NG sono utilizzati per la depurazione delle acque che, prima di essere inviate al recapito finale o a una successiva fase di affinamento, devono essere sottoposte a trattamento per la riduzione degli oli minerali e degli idrocarburi in esse presenti, in modo che il refluo rientri nel parametro, stabilito dalla legge in vigore, per le sostanze flottabili e i solidi sedimentabili, pari a 5 mg/litro. L’impianto per la separazione statica di oli minerali e idrocarburi della Serie SIAC NG è realizzato con un monoblocco prefabbricato di calcestruzzo armato vibrato ad alta resistenza di forma parallelepipeda, da interrare in opera, secondo le norme EN 858. Il separatore è munito di filtro a coalescenza e otturatore a galleggiante.