La depurazione delle acque reflue derivanti dai processi di digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti finalizzata alla produzione di energia nel settore zootecnico e della Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani (FORSU) tramite impianti di evaporazione sottovuoto, e rimozione dell’azoto ammoniacale

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di Marco Signorelli

IL PROBLEMA: la riduzione dell’azoto dai reflui derivanti dai processi di biodigestione

L’emanazione a livello comunitario della “Direttiva Nitrati” (91/676/CEE) impone un’attenta gestione dell’azoto ed in particolare quello di derivante dal trattamento tramite digestione anaerobica della FORSU e degli effluenti di origine zootecnica.

Il limite più significativo riguarda la quantità massima di azoto, che viene fissata in 170 kg per ettaro e per anno nelle zone definite “vulnerabili” e, parallelamente, ne regolamenta l’utilizzo dell’azoto anche nelle zone non vulnerabili fissando il tetto di utilizzo di quello di origine zootecnica a 340 kg per ettaro e per anno.

I.W.E. Srl, a fronte di numerose esperienze svolte che hanno permesso di affinare il processo, utilizza gli impianti di Evaporazione-Concentrazione sottovuoto come soluzione centrale del trattamento.

La concentrazione della frazione liquida ottenuta dalla centrifugazione del digestato è completato dal successivo trattamento dell’evaporato tramite colonne di strippaggio o tramite osmosi inversa (scelta dipendente dalle caratteristiche del digestato in considerazione della natura dell’alimento e dalle caratteristiche tecniche del processo di biodigestione) finalizzati all’ottenimento di acqua scaricabile secondo i parametri previsti per le acque superficiali.

L’IDEA: l’evaporazione sottovuoto

Come noto, l’ebollizione dell’acqua a livello del mare, avviene a 100°C, mentre in condizioni di pressione modificata, l’ebollizione si riduce proporzionalmente alla pressione. Questo principio naturale è sfruttato dai tecnici di I.W.E. sin dal 1984 per la produzione industriale di impianti di evaporazione, in grado di separare a bassa temperatura il contenuto acquoso da una soluzione.

Attualmente, la tecnologia si è enormemente evoluta, e gli impianti I.W.E. sono riconosciuti a livello internazionale per affidabilità e qualità.

…ed il sistema: Impianto Multiplo Effetto alimentato ad acqua calda o vapore

La scelta di un concentratore alimentato tramite acqua calda diventa estremamente conveniente quando nell’ambito

dell’attività si verifica la disponibilità di fonti di calore a basso costo, come è nel caso di impianti di produzione di energia per mezzo di impianti di cogenerazione. I concentratori pluristadio, sfruttano il principio dell’ebollizione come variabile dipendente da pressione e temperatura e permettono l’utilizzo del calore a “cascata” su più stadi. L’evaporato del primo stadio funge da fluido riscaldante per lo scambio termico nel secondo stadio e di conseguenza l’evaporato del secondo stadio opera in egual modo sul terzo. Nel caso di un impianto a due stadi, il consumo energetico si riduce così ad 1/2 rispetto a quello normalmente ottenuto con un impianto mono effetto.

I risultati ottenuti dagli impianti I.W.E.

Esperienze interessanti sulla concentrazione dei reflui da biodigestione hanno ottenuto i seguenti risultati:

Riduzione anche sino al 95 % dell volume di concentrato da inviare al compostaggio

Ottenimento di acqua scaricabile in tabella (fognatura, corso superficiale o suolo)

Riduzione dei costi di trasporto e stoccaggio del digestato

Riduzione del fabbisogno dei volumi di stoccaggio

Riduzione delle superfici necessarie al trattamento

Eliminazione dell’inquinamento ambientale

Descrizione del ciclo di processo:

Il ciclo di processo prevede il trattamento del refluo secondo le seguenti fasi:

1) raccolta e rilancio del digestato post separatore centrifugo al serbatoio d’accumulo

2) trattamento mediante evaporazione sottovuoto alimentato energeticamente dall’acqua di raffreddamento del cogeneratore

3) raccolta del distillato ed acidificazione

4) estrazione e rilancio del concentrato allo stoccaggio

5) trattamento del distillato tramite impianto ad osmosi inversa o tramite strippaggio dell’ammoniaca

6) rilancio del retentato dell’osmosi inversa in testa all’impianto di trattamento

7) scarico acqua secondo parametri previsti per scarico su suolo