Descrizione previsione attività della commessa "Tecnologie per il trattamento e la gestione di fanghi e rifiuti (TA.P07.001)"

Type
Label
  • Descrizione previsione attività della commessa "Tecnologie per il trattamento e la gestione di fanghi e rifiuti (TA.P07.001)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • È in corso la definizione dei dettagli di una convenzione di studio e sperimentazione sull'igienizzazione e stabilizzazione dei fanghi, stipulata tra l'Irsa e Aquaser. L'obiettivo del progetto è di studiare trattamenti chimici sui fanghi prodotti dagli impianti di depurazione urbani, adeguati a rendere tali fanghi idonei all'uso agricolo con riferimento ai parametri e ai limiti imposti dal D. Lgs. 99/92 nell'allegato IB, dal D. Lgs. 75/2010, dal D.M. 10 luglio 2013, e in generale conformemente ai criteri e condizioni per la gestione dei rifiuti riportati nel D. Lgs. 152/2006 e s.m.i. Tale progetto costituirà uno studio di pre-fattibilità per la realizzazione di una piattaforma specializzata al trattamento centralizzato dei fanghi. Sono inoltre in corso contatti importanti con Hera Ambiente per la finalizzazione di convenzioni e contratti sul trattamento dei fanghi. In relazione a quanto prodotto durante le attività oggetto dell'incarico affidato all'Irsa da Aeroporti Di Roma, la collaborazione potrà proseguire con la verifica dell'idoneità delle strutture aeroportuali nel settore delle acque destinate al consumo umano. Resta attivo il monitoraggio dell'Irsa sulle call \"bio-waste\" di Horizon 2020 e sulla call \"water-energy nexus\" nell'ambito del progetto FP7 EranetMED. Sono state presentate due proposte in ambito europeo, entrambe coordinate da Newlisi come partner tecnologico: un progetto LIFE dal titolo \"Innovative technology for the radical reduction of industrial sludge and production of green energy\" (dove IRSA è partner e coordinatore scientifico della parte relativa a R&D) ed un progetto FETOPEN dal titolo \"New foundational technology for radical industrial sludge reduction and production of green energy\". Inoltre è in corso d'opera la preparazione di una proposta per la call Water Energy-Nexus nell'ambito dei progetti EraNetMed sulla codigestione anaerobica di rifiuti agro-industriali, tipici dell'area mediterranea, e fanghi di depurazione, coordinata da prof. David Bolzonella dell'Università di Verona. Infine si prevede di rinnovare la convenzione con Newlisi per ulteriori sue mesi al fine di portare a termine le ricerche avviate nell'anno 2014. (literal)
Punti critici
  • Le attività molto impegnative dovranno essere integrate con azioni specifiche per conservare all'Irsa il suo ruolo centrale, a livello nazionale e internazionale, nel settore dei fanghi di depurazione. Sono in corso contatti importanti con le utilities più importanti nazionali che potrebbero portare alla formalizzazione di nuovi accordi di collaborazione e contratti con la finalità di aiutare le imprese a trovare le soluzioni più idonee alla gestione dei fanghi nei diversi contesti territoriali. L'Irsa si dovrà porre come istituto di riferimento per la modellizzazione del processo di digestione anaerobica applicato a substrati complessi come i fanghi di depurazione, gli scarti agro-industriali e la frazione organica dei rifiuti solidi urbani, substrati eterogenei che comprendono al proprio interno composti chimici a biodegradabilità molto diverse. L'Irsa dovrà, inoltre, continuare il percorso di specializzazione intrapreso nel settore dell'LCA che risulta sempre al centro dell'attenzione della Commissione Europea nella valutazione dei progetti di ricerca, ma anche a livello nazionale ove le procedure non sembrano ancora ben consolidate. L'esigenza di specializzarsi nel settore deriva dal fatto che quest'ultimo è spesso gestito da gruppi di ricerca esperti nella sola applicazione dell'algoritmo e meno esperti sui processi che si devono valutare. Altri settori cruciali su cui puntare sono gli studi sull'influenza dei processi di stabilizzazione sulla carica di patogeni e indicatori di patogeni, con la collaborazione del gruppo di microbiologia, sugli odori e sulla caratteristiche di ecotossicità. Punto critico nel trattare rifiuti organici è la caratterizzazione chimica delle frazione solida. Molto spesso i metodi analitici disponibili per la determinazione di composti macromolecolari come carboidrati, proteine si basano su reazioni colorimetriche in soluzione e quindi sono possibili interferenze di altri composti o di materiale in sospensione, mentre per l'analisi gravimetrica di lipidi e fibre, la fase fondamentale sarà l'estrazione con solvente, che dovrà garantire un recupero completo. Per risolvere questa problematica è in atto l'acquisto di un estrattore con solvente per i lipidi, ed un estrattore di fibre secondo le metodica Van Soest. Le azioni sopra descritte saranno condotte in varie fasi: a) inizialmente si determineranno le grandezze di processo sensibili ai fini dell'analisi di LCA (consumi energetici, produzione di biogas, consumi di materie prime, volumi dei reattori, emissioni) b) l'analisi di confronto di LCA dei trattamenti intensivi di digestione delle biomasse con schemi convenzionali consentirà di valutare se i trattamenti proposti possono essere considerati validi dal punto di vista ambientale ai fini della loro effettiva utilizzazione sugli impianti in piena scala. c) in presenza di valutazione positiva di LCA l'analisi dei processi innovativi verrà estesa all' ottimizzazione del processo. In difetto di valutazione di LCA i processi dovranno essere modificati per quanto riguarda i punti critici. Un problema potrebbe essere la qualità del fango secondario che spesso presenta uno scarso contenuto di sostanza organica biodegradabile (e di conseguenza scarso potenziale metanigeno) a causa dell'elevata età del fango in vasca di ossidazione. Inoltre è difficile specificare esattamente quali e quanti parametri saranno stati investigati, essendo tali fattori dipendenti strettamente dall'avanzamento delle attività, in particolare quando si tratta di processi biologici (in cui ad esempio l'acclimatazione della biomassa può svolgere un ruolo cruciale. (literal)
Attività da svolgere
  • Si approfondirà la valutazione tecno-economica-ambientale dei processi innovativi di digestione del fango secondario studiati durante il progetto, al fine di fornire indicazioni utili al mondo della ricerca ed ai portatori d'interesse nel settore fanghi. Nel corso dello svolgimento dei lavori stabiliti dal contratto con Zanetti Arturo & C. S.r.l., ed in relazione all'evoluzione degli stessi, potranno essere concordati tra i responsabili scientifici del Contratto aggiornamenti e possibili estensioni temporali alla pianificazione delle attività. Nell'ambito dell'Intesa Operativa stipulata con il Dipartimento della Protezione Civile, occorrerà lavorare sulle linee guida riguardanti le tecnologie di intervento in caso d'emergenza nelle linee fanghi degli impianti di depurazione, al fine di produrre un documento di \"buone pratiche\" non vincolanti ed un documento di \"indirizzi operativi\" vincolanti e concordati con le Regioni. Le metodologie, le procedure ed i modelli sviluppati nel corso dell'Intesa Operativa potrebbero essere presentati all'interno di EXPO 2015. Nell'ambito del contratto \"Attività di sperimentazione da eseguire su terreni condizionati del passante AV del nodo ferroviario di Firenze\", stipulato con la consortile NODAVIA, Irsa studierà l'impatto sull'ambiente di due sostanze potenzialmente pericolose contenute in percentuali variabili negli agenti condizionanti del terreno durante le operazioni di scavo meccanizzato. In particolare si propone di verificare, attraverso test di ecotossicità, gli eventuali impatti dei prodotti selezionati e di determinarne la biodegradabilità. I risultati degli esperimenti di biodegradazione permetteranno di valutare la persistenza e le eventuali concentrazioni residue dei condizionanti nel suolo. Tali concentrazioni saranno perciò confrontate con le CSC di Tab. 1, Allegato 5, Titolo V, Parte IV del D. Lgs. 152/06 e s.m.i., per valutare l'idoneità del materiale da scavo ad esser trasferito come sottoprodotto verso il sito di destinazione finale (collina schermo della centrale Enel Santa Barbara). La società Aeroporti Di Roma ha inoltre affidato all'Irsa un incarico di verifica del dimensionamento dell'intero sistema depurativo delle acque reflue negli aeroporti \"Leonardo da Vinci\" di Fiumicino e \"G.B. pastine\" di Ciampino, nell'ambito della redazione del piano operativo di sicurezza (Safety plan). La prima fase dell'incarico comprende la verifica di dimensionamento degli impianti e la stima dei costi di trattamento e smaltimento fanghi del depuratore principale, del depuratore periferico a biodischi e dei disoleatori dell'aeroporto di Fiumicino. Nell'ambito del progetto MIUR PRIN 2012 l'attività di ricerca sarà focalizzata su: a) Prove di digestione termofila prima in batch a diverso F/I e poi a seguire in semi-continuo (a diversi tempi di residenza): ogni prova sarà condotto in parallelo utilizzando rifiuti organici della mensa pretrattati e tal quali (previa macinazione ed omogenizzazione); b) Post-trattamento del digestato (T=130°C e P=3 bar) con riciclo sulla matrice non trattata. c) Caratterizzazione del digestato e controllo della sua qualità. I pretrattamenti delle materie prime saranno valutati in termini di disponibilità di costituenti organici (lipidi, proteine, carboidrati) e formazione di composti refrattari. Si studierà l'impatto del pretrattamento termico, eventualmente condotyto in presenza di acido o base, al fine di solubilizzare e rendere più digeribile fibre come la lignina e la cellulosa. Verrà valutato l'impatto dell'accumulo di VFA e ammonio sullo stadio di acido genesi/metanogenesi, in relazione alla composizione dei rifiuti e delle condizioni operative sarà valutato il bilancio energetico globale; per le condizioni più promettenti verrà svolta l'analisi del ciclo di vita ( LCA) parallelamente all'analisi tecnico-economica. Nell'ambito della convenzione NewLisi saranno condotte prove in laboratorio, con idrolisi acida/alcalina accompagnata da aggiunta di un forte ossidante, al fine di ottimizzare sia la resa del processo in termini di riduzione di solidi sospesi, sia la qualità dell'eluato prodotto (degradabilità, COD, azoto, fosforo), per un'eventuale post-digestione anaerobica. (literal)
Risultati attesi
  • Nel 2015 l'Irsa dovrà applicare concretamente i risultati delle ricerche nel settore dei trattamenti chimico-fisici e biologici guadagnate con il progetto ROUTES identificando chiaramente i punti fondamentali su cui investire nel prossimo futuro. I risultati attesi sono l'identificazione delle prestazioni ottenibili con i processi di stabilizzazione intensiva dei fanghi mediante trattamenti chimici (calce, ammoniaca), o trattamenti biologici anaerobici assistiti da pre- o post-trattamenti (termici, con ultrasuoni, stabilizzazione aerobica di finitura). Dovranno essere chiaramente identificati i parametri di processo, le prestazioni e valutata la convenienza economica e ambientale dei pretrattamenti e dei processi innovativi nel loro complesso rispetto alle soluzioni convenzionali. Le linee guida per la progettazione degli impianti, sviluppate durante il contratto con AQP, unitamente agli intervalli di costo d'investimento e di esercizio, potranno essere utilizzate per la stesura di un Quaderno Irsa dedicato appunto ai costi degli impianti di depurazione, delle linee fanghi ed ai consumi di energia sugli impianti. Il processo di digestione anaerobica termofila è basato sulla considerazione che l'efficienza della conversione della FORSU in una digestione convenzionale possa essere limitata dalla degradazione biologica della frazione ligno-cellulosica. I pretrattamenti meccanici e termici sono una promettente strategia per incrementare la velocità di idrolisi dei rifiuti ligno-cellulosici, ma l'efficienza di tale approccio integrato non è verificata. Ricerche in scala di laboratorio saranno indirizzate alla comprensione dei meccanismi responsabili della conversione della frazione ligno-cellulosica, per incrementare efficienza e sostenibilità dei processi anaerobici, attraverso la riduzione dei volumi di digestato, l'aumento della percentuale di metano nel biogas (almeno del 20%), la miglior qualità del digestato dal punto di vista igienico e della stabilità biologica. Una frazione del digestato sarà post-trattata termicamente per solubilizzare ulteriormente la materia organica da riciclare nel digestore. Le prove di estrazione e determinazione di fibre come la lignina e la cellulosa sarà condotta tramite il metodo di Van Soest.Grazei a questi risultati e all'approfindita caratterizzazione delle correnti in entrata ed in uscita dal reattore termofilo si potrà implementare il modello ADM1 anche per quanto concerne le cinetiche di idrolisi, sia per quanto riguarda i rifiuti tal quali che quelli pre-trattati (con lo scopo di accelerare il processo di digestione). (literal)
Descrizione di

Incoming links:


Descrizione
data.CNR.it