valutazione quadro emissivo impianti trattamento fanghi

VALUTAZIONE DEL QUADRO EMISSIVO
DELLE SEZIONI DI TRATTAMENTO FANGHI
DEGLI
IMPIANTI DI TRATTAMENTO ACQUE
(IMPIANTI DI DEPURAZIONE – IMPIANTI DI
POTABILIZZAZIONE)
(punto p. alla parte l dell’all. IV alla parte V e comma n. 3 dell’art. n. 281 del DLgs
152/06)
Luglio 2012
10/07/2012
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LEGGI E NORME DI RIFERIMENTO
La normativa di riferimento è la seguente:
Decreto Legislativo del 3 aprile 2006 n. 152 “Norme in materia ambientale” e s.m.i.;
LR Toscana del 11/02/2010, n. 9;
Premessa
Il SII gestisce per conto delle Autorità di Ambito oggi Autorità Idrica Toscana, gli
impianti di depurazione di acque reflue urbane e gli impianti di
potabilizzazionesono a servizio del sistema fognario di liquami civili, assimilabili a
domestici, acque di dilavamento stradale ed insediamenti produttivi provenienti
dalle fognature a servizio di gran parte degli agglomerati della Toscana.
Gli impianti di trattamento acque destinate all’uso potabile sono a servizio degli
acquedotti pubblici.
Gli impianti di trattamento reflui urbani sono di tipo biologico e molto spesso
costituiti, soprattutto per le strutture piu’ piccole, da vasche interrate o da
strutture monoblocco dove avviene la separazione fra fase solida e liquida del
refluo convogliato dalla pubblica fognatura. Tutti gli impianti di depurazione sono
censiti e descritti agli atti delle Province per le autorizzazioni allo scarico rilasciate
o in fase di rilascio.
Tutte le informazioni di dettaglio sul funzionamento e sugli aspetti ambientali degli
impianti di depurazione sono state già fornite alle province o sono descritte nel
contesto dei procedimenti di rilascio delle autorizzazione allo scarico (rif. DPR
28.12.2000 n. 445 sulla semplificazione art. 43 (L-R) “Accertamenti d’ufficio in
quanto tutti i dati ed i documenti sono già in possesso della pubblica
amministrazione”).
Negli impianti di depurazione la separazione fisica di linee fanghi e linee acqua in
molte strutture non è presente.
La presenza di emissioni odorigene, principale effetto sensibile che puo’ essere
percepito, non deriva necessariamente dalla linea fanghi, ma anche dalla presenza
di liquame non trattato della fognatura in arrivo sezione di trattamento che non è
oggetto del presente procedimento essendo esclusa dal procedimento di cui al
Dlegs 152/06 e smi..
La necessità di autorizzare alle emissioni la linea fanghi presenta quindi delle
criticità di valutazione che ad oggi non permettono di interpretare in modo chiaro
la norma su alcuni aspetti.
In caso di impianti di potabilizzazione, l’impatto emissivo è invece spesso nullo o
molto ridotto.
Le strutture depurative di tipo civile e di potabilizzazione inoltre presentano delle
caratteristiche che non si conciliano con il principio del convogliamento delle
emissioni. Negli impianti di depurazione viene sfruttata spesso l’elevata superficie
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delle vasche proprio per garantire l’efficienza del trattamento. Trattandosi di
strutture dove viene accelerato il processo naturale di depurazione biologica,
soprattutto in fase aerobica– la digestione anaerobica è presente solo in due casi-le
superfici devono essere ampie e non coperte proprio per favorire al massimo lo
scambio di ossigeno. Questo principio riguarda in particolare quei trattamenti
dove per eliminare il contenuto di acqua nei fanghi digeriti e stabilizzati, gli stessi
vengono posti su letti drenanti che sfruttano l’irraggiamento ed in alcuni casi la
presenza di piantumazione – fitostabilizzazione - per favorire l’ulteriore
disidratazione/stabilizzazione.
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I PROCESSI DI POTABILIZZAZIONE DELLE ACQUE
I processi di potabilizzazione delle acque destinate al consumo umano che
prevedono il trattamento fanghi possono essere suddivisi in due tipologie:
1. Trattamenti chimici con produzione secondaria di precipitato – fango
chimico – che viene disidratato/chiari flocculato prima dell’invio in
smaltimento.
2. Trattamenti di chiariflocculazione e separazione di residui solidi –
separazione di frazione organica/inerte da acque superficiali – dalle acque
destinate alla potabilizzazione.
Il CER prodotto è 190902 o 190901.
Nel primo caso, trattandosi di fanghi non biologici, non si rileva alcun quadro
emissivo.
Nel secondo caso, puo’ essere presente un quadro emissivo in relazione alla
matrice biologica presente nel fango separato dall’acqua.
Gli impianti di potabilizzazione in gestione ad ASA spa in provincia di Livorno
producono fanghi della seconda tipologia. Gli stessi vengono smaltiti con il CER
190902 per cui non si rileva alcuna emissione odorigena. –Trattasi di fango di
precipitazione per dismutazione: trattametno dell’idrossido di ferro e manganese
con permanganato di potassio a dare ossido di ferro e manganese con addizione di
polielettroilita. Il processo viene di seguito schematizzato e non è oggetto di alcuna
autorizzazione allo scarico essendo un trattamento a ciclo chiuso. L’impianto è
ubicato presso la centrale di produzione acqua potabile di Mortiolo, nel comune di
Collesalvetti
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INGRESSO acqua pozzi
IMPIANTO POTABILIZZAZIONE
MORTAIOLO
Dosaggio KMnO4
USCITA acqua di rete
SERPENTINA DI CONTATTO
Aspirazione fanghi sedimentati
(MATERIALE TERROSO +PRECIPITATO
Fe(OH)3 + MnO2)
CHIARIFICATORE
DISINFEZIONE
FILTRAZIONE
MECCANICA
DISIDRATAZIONE con centriguga fanghi estratti
e produzione rifiuto CER 190902 fanghi prodotti
dai processi di chiarificazione dell'acqua
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IL PROCESSO DI DEPURAZIONE REFLUI URBANI ED IL TRATTAMENTO
FANGHI
I liquami in arrivo all’impianto, provenienti dalla fognatura, entrano nell’impianto
e subiscono una prima separazione non ricompresa nel trattamento fanghi. I
trattamenti chimico fisici vengono definiti trattamenti primari.
A seguito di questa fase puo’ essere o meno presente una fase di trattamento
secondario, aerobico od anaerobico, da cui si producono fanghi di depurazione
biologica, il cui trattamento è oggetto dell’obbligo di cui alla presente
comunicazione.
I trattamenti terziari, di cui sono talvolta provvisti gli impianti in particolare
quando sono presenti sistemi di recupero delle acque, non producono fanghi.
Il fango raccolto dalle sezioni di trattamento secondario, ivi compresa la sezione
chiamata sedimentazione primaria che puo’ precedere la fase ossidativa vera e
propria, ove presente, viene inviato al trattamento fanghi.
Dal processo di depurazione dei reflui vengono prodotti i seguenti rifiuti:
vaglio: il materiale proveniente dalla grigliatura dei reflui viene raccolto e smaltito
a parte C.E.R 190801;
sabbie: le sabbie provenienti dalla dissabbiatura dei reflui vengono destinate allo
smaltimento C.E.R 190802;
fango disidratato: il fango già disidratato in uscita dalla centrifuga viene stoccato in
appositi volumi e destinato allo smaltimento separato C.E.R 190805;
Il CER 190805 è fango biologico quindi vengono analizzate solo le linee dove se ne
prevede la lavorazione.
Di seguito si riporta uno schema di massima del flusso di produzione rifiuti negli
impianti dotati di trattamento fanghi:
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PRODUZIONE RIFIUTO
VAGLIO CER 190801
PRODUZIONE RIFIUTO
SABBIE CER 190802
ASPORTAZIONE PARTI SOLIDE
MEDIANTE VAGLIATURA DEL
REFLUO IN INGRESSO
ASPORTAZIONE SABBIE
MEDIANTE DISSABBIAGGIO
MECCANICO
SCHEMA GENERALE
FUNZIONAMENTO IMPIANTI DI
DEPURAZIONE ACQUE REFLUE
URBANE
SEDIMENTAZIONE PRIMARIA
OSSIDAZIONE BIOLOGICA
MEDIANTE INSUFFLAZIONE IN
VASCA DI CONTATTO DI
OSSIGENO O ARIA
INGRESSO ACQUE REFLUE
URBANE DA PUBBLICA
FOGNATURA
+ ricevimento reflui da autobotti per
puliziadella fognatua CE 200306
SEDIMENTAZIONE
SECONBDARIA
+ fosse settiche CER 200304
da reti e impainti domestici ATO5
Toscana Costa (art.110 D.Lgs
152/06)
DIGESTIONE ANAEROBICA A
TEMPERATURA
CONTROLLATA O
STABILIZZAZIONE AEROBICA
DISINFEZIONE FINALE ACQUE
ALLO SCARICO IN AMBIENTE
ISPESSIMENTO MECCANICO
FANGHI ESTRATTI
PRODUZIONE RIFIUTO FANGHI
BIOLOGICI DI DEPURAZIONE ACQUE
REFLUE URBANE CER 190805
DESCRIZIONE DEI TRATTAMENTI FANGHI NEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE
BIOLOGICA
Gli impianti, per la sezione di trattamento fanghi, sono costituiti dalle seguenti fasi
di trattamento che possono essere presenti in diverse combinazioni di trattamento
in funzione degli obiettivi di depurazione:
• Ispessimento
• Digestione aerobica
• Digestione anaerobica
• Disidratazione
• Chiariflocculazione
• Letti di essiccamento
• Impianto di essiccamento
• Sacchi drenanti
• Disidratazione meccanica mobile
Si allega l’elenco degli impianti gestiti da ASA spa con indicata la dotazione nei singoli
depuratori delle fasi di trattamento sopra descritte.
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QUADRO EMISSIVO DEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE URBANA
ISPESSIMENTO
In questa fase il fango s’ispessisce sul fondo della vasca mentre l’acqua surnatante
risale in superficie e per gravità ritorna alla vasca di sollevamento. Il fango viene
estratto dal fondo tramite pompaggio per l’alimentazione della centrifuga.
Si considerano le emissione in atmosfera dell’ispessitore dei fanghi scarsamente
rilevanti in quanto i fanghi provenienti dal digestore aerobico sono stati
stabilizzati e abbondantemente areati.
L’emissione in atmosfera dell’ispessitore è costituita da piccoli quantitativi di
anidride carbonica (CO2).
In caso l’ispessimento avvenga non a seguito di un processo di stabilizzazione
aerobica o la stabilizzazione non sia stata completamente raggiunta, il liquame
non stabilizzato puo’ rilasciare tracce di NH3 e H2S.
Per quanto riguarda invece i composti organici, di particolare interesse odorigeno,
possiamo menzionare la famiglia delle Sostanze Organiche Volatili che però
raccoglie tutta una serie di composti (vedi composti: solforati, azotati, ossigenati e
idrocarburi) dei quali solo alcuni si ritengono rilevabili in concentrazioni
apprezzabili.
Questa fase fa parte del trattamento fanghi solo se finalizzata alla separazione per
il successivo trattamento. In alcuni casi, la vasca di ispessimento è solo una vasca
di accumulo per l’asportazione dei fanghi da destinare a successivo trattamento in
altra sede, se l’impianto è privo di trattamento fanghi. In tali casi non si puo’
parlare di trattamento fanghi.
DIGESTIONE AEROBICA
La digestione aerobica è tipica di impianti di depurazione liquami medio-piccoli.
Nella digestione dei fanghi il processo di ossidazione deve essere spinto fino alla
fase di respirazione endogena e cioè fino a quella fase nella quale, risultando
assente o scarsa la riserva di materiale organico da demolire, si determina la
distruzione del materiale cellulare degli stessi microrganismi e la stabilizzazione
dei fanghi. Ciò viene ottenuto sottoponendo il fango ad una aerazione prolungata in
bacini aperti mediante insufflazione di aria.
I batteri aerobici attraverso la respirazione cellulare ossidano gli zuccheri e gli
acidi organici contenuti nei liquami consumando l’ossigeno dell’aria fornita
dall’aeratore dando luogo alla produzione di energia, anidride carbonica e acqua.
La reazione complessiva (tratta da: Trattamento e smaltimenti di fanghi di
depurazione di P.A. Lanza e S. Nicosia, pag. 37, rev. luglio 2006) che si svolge nei
digestori aerobici è la seguente:
C5H7O2NP0,1 + O2 → 5CO2 + NO3ˉ + 3H2O + H+
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Al secondo membro ci sono soltanto prodotti ossidati stabili. E’ stata trascurata
l’ossidazione di P in PO4-3.
Dato che l’ossigeno necessario alla respirazione cellulare non è fornito quasi mai
puro ma come aria e dato che il tempo di contatto tra l’aria e la massa liquida è
limitato, al digestore aerobico dovrà essere fornita una massa d’aria molto
superiore rispetto a quella teorica. All’interno di questa sezione di digestione
aerobica il fango subisce un trattamento aerobico simile a quello impiegato per il
liquame con lo stesso procedimento ovvero con l’insufflazione di aria tramite un
tappeto di diffusione e un compressore. Il fango che ha subito un trattamento
aerobico non è putrescibile, risulta stabile biologicamente e privo di sostanze
colloidali. Tramite il processo di stabilizzazione si riduce la concentrazione di
microrganismi, l’emanazione di odori fastidiosi e la putrescibilità della sostanza
organica. Oltre a ciò, si registra anche una riduzione sostanziale della quantità di
solidi sospesi presenti nel fango. Il grado di riduzione dei solidi volatili dipende
fondamentalmente da due fattori:
dal tempo effettivo di permanenza del fango nella sezione di digestione (età del
fango);
dalla temperatura di processo.
L’emissione in atmosfera del digestore aerobico è costituita da anidride carbonica
(CO2).
In caso l’ispessimento avvenga non a seguito di un processo di stabilizzazione
aerobica o la stabilizzazione non sia stata completamente raggiunta, il liquame non
stabilizzato puo’ rilasciare tracce di NH3 e H2S.
Per quanto riguarda invece i composti organici, di particolare interesse odorigeno,
possiamo menzionare la famiglia delle Sostanze Organiche Volatili che però
raccoglie tutta una serie di composti (vedi composti: solforati, azotati, ossigenati e
idrocarburi) dei quali solo alcuni rilevabili in concentrazioni apprezzabili.
DISIDRATAZIONE FANGHI - DISIDRATAZIONE MECCANICA O CON SCACCHI
DRENANTI – ESSICCAMENTO
I fanghi da disidratare sono sottoposti all’estrazione dell’acqua grazie a sistemi
meccanici. In alcuni casi viene utilizzata aria calda – essiccamento – per favorire il
processo. Questa possibilità non è sfruttata in alcun impianto ASA.
Il fango ottenuto ha una concentrazione solida che puo’ variare dal 15 al 30% circa.
In casi di essiccamento termico si puo’ arrivare al 70% c.a.
I fanghi, prima del loro ingresso in disidratazione, possono essere additivati con
polielettrolita allo scopo di addensarli e di migliorarne la disidratazione. L’acqua in
uscita dalla dal trattamento viene inviata in testa all’impianto al sollevamento
liquami mentre i fanghi disidratati al 20-30% vengono stoccati all’interno di un
contenitore per il trasporto e si qualificano come rifiuti.
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I fanghi prodotti CER 190805, sono inviati a recupero e/o allo smaltimento
secondo la normativa vigente. Le emissioni derivano dai fanghi trasportati lungo il
loro percorso.
Non disponendo di misure della qualità dell’aria consideriamo come riferimento,
indicativo ma attendibile, le misure delle emissioni effettuate in date da Publiacque
in data 14/12/2010 e 06/06/11 dai quali si evince la presenza di ammoniaca,
acido solfidrico e tracce di composti organici volatili.
DIGESTIONE ANEROBICA
La digestione anaerobica è tipica di impianti di depurazione liquami medio grandi.
Nella digestione dei fanghi il processo di digestione a temperature comprese fra
35-55° deve essere spinto fino alla trasformazione della massa biologica in
molecole semplici fra cui Biogas, CO2 ed in quantità meno rilevanti, NH3, H2S e
sostanze odorigene.
Ogni trattamento fanghi che prevede la digestione anaerobica è un impianto di
produzione Biogas. Il Biogas in caso di produzioni limitate, viene riutilizzato
nell’impianto per favorire il riscaldamento della massa oppure, in caso di
eccedenze, viene utilizzato in congenerazione e, eccezionalmente o in caso di
emergenza, bruciato in torcia.
Gli impianti di digestione anaerobica annessi agli impianti di depurazione urbana,
sono classificabili come impianti di produzione di biogas (esclusi da obbligo di
autorizzazione secondo comma 14 art. 269 D.Lgs 152/06).
CHIARIFLOCCULAZIONE
Questo trattamento, essendo costituito dall’additivazione di polielettroliti che non
interferiscono con il quadro emissivo, sono di fatto non rilevanti
LETTI DI ESSICCAMENTO
Vale quanto indicato per le varie sezioni di trattamento precedentemente descritte.
La maggior produzione di emissioni è associata alla CO2. Si possono verificare, solo
al momento del caricamento dei letti e solo se il fango non è stato completamente
stabilizzato, rilasci di NH3, H2S e sostanze odorigene.
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