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Webinar Servizi a Rete
L’EFFICIENTAMENTO ENERGETICO
NELL’IMPIANTO DI DEPURAZIONE E
LE SINERGIE CON IL TERRITORIO
09 Luglio 2024
La nuova direttiva
acque reflue
e la qualità tecnica
ARERA
Gruppo CAP: chi siamo
Gruppo CAP è il gestore del Servizio Idrico Integrato in 154 comuni
appartenenti alla Città metropolitana di Milano e alle Province di Monza
Brianza, Pavia, Como e Varese. L’azienda serve un bacino di utenza di circa
2,5 Mio di cittadini, si colloca tra i principali operatori italiani del Servizio
Idrico Integrato ed è la prima monoutility
per patrimonio nel panorama nazionale.
Gruppo CAP – cosa facciamo
DEPURAZIONE
154 comuni serviti
2.412.800 abitanti
278.380.274 milioni di mc
di acqua reflua trattata
115.337.272 milioni di mc
di acqua reflua riutilizzata
(41% totale)
+ 81.030 ton fanghi prodotti
di cui il 40% riutilizzati in
agricoltura
40 impianti di depurazione
ACQUEDOTTO
1.845.422 abitanti
133 comuni serviti
722 pozzi
249,7 milioni di mc
d’acqua prelevata
6.461 km rete acquedottistica
18.813 prelievi acque potabili
728.865 determinazioni
analitiche
190.806.906 mc di volume
totale d’acqua erogata
FOGNATURA
133 comuni serviti
1.879.451 abitanti
492 km collettori
6.528 Km rete fognaria e
collettori
CAP Evolution https://capevolution.gruppocap.it/
CAP Evolution
Piano di sostenibilità al 2033
Processo di revisione Direttiva Acque Reflue 91/271/EEC
16 ottobre 2023: approvazione
posizione del Consiglio
5 ottobre 2023: approvazione
posizione del Parlamento
Novembre 2023:
inizio Trilogo
Giugno 2024:
testo finale
26 ottobre 2022:
proposta legislativa
della Commissione
2019
2020
Novità introdotte nella proposta di revisione UWWTD
https://environment.ec.europa.eu/publications/proposal-revised-urban-wastewater-treatment-directive_en
https://environment.ec.europa.eu/topics/water/urban-wastewater_en
SISTEMI DI COLLETTAMENTO
• AE MIN DA SOTTOPORRE A
TRATTAMENTO
• PIANO DI GESTIONE INTEGRATO DELLE
ACQUE REFLUE
• VOLUME MASSIMO SCARICABILE
DIRETTAMENTE IN CIS
NEUTRALITA’ ENERGETICA
• PIANO PROGRESSIVO VERSO NEUTRALITA’
• INCENTIVO PRODUZIONE ENERGIA (IN-
SITE E/O OFF-SITE)
• OBBLIGO DI ENERGY AUDIT
TRATTAMENTI TERZIARI
• OBIETTIVI DI QUALITA’ DELLE ACQUE
• OBBLIGO DI TRATTAMENTO PER FASCE AE
• RIDUZIONE LIMITI N E P
• INCREMENTO RESE ABBATTIMENTO N E P
TRATTAMENTI QUATERNARI
• OBBLIGO DI TRATTAMENTO PER FASCE AE
• INDIVIDUAZIONE DI CATEGORIE DI MICRO
INQUINANTI
• RESE DI RIMOZIONE MINIME
• INTRODUZIONE SISTEMA EPR
ALTRO
• INCENTIVO AL RIUSO DELLE ACQUE
DEPURATE
• GESTIONE CIRCOLARE FANGHI
• RECUPERO RISORSE
• WATER SURVEILLANCE (MONITORAGGIO
PATOGENI)
La nuova Direttiva Acque Reflue UWWTD
Necessario un
approccio globale
alla pianificazione
Razionalizzazione
degli impianti
Prevedere strumenti
di LCA/LCC per la
scelta delle migliori
Soluzioni
Esplorare nuovi
ambiti di indagine
Avere maggior
tempo per la
pianificazione e
l’implementazione
della direttiva
Sostenibilità
economica e
finanziaria
Necessario tenere
conto di tutte le
matrici impattate
dal depuratore:
Scarico per
l’ambiente
acquatico
Le emissioni in
atmosfera per i
gas climalteranti
Il recupero di
materia e
nutrienti
ENERGY NEUTRALITY
NUOVI LIMITI
ALLO SCARICO
TRATTAMENTI
QUATERNARI
CARBON FOOTPRINT
CARBON NEUTRALITY
Potenziali conflitti…
Cicli alternati? + GHG
Nuovi trattamenti
Nuovi trattamenti
+ Energia
+ Chemicals
Microinquinanti
emergenti
Nuova Direttiva Acque Reflue UWWTD – Neutralità energetica
• Gli Stati membri provvedono affinché ogni quattro anni siano svolti audit energetici
degli impianti di trattamento delle acque reflue urbane e delle reti fognarie in
funzione.
• Gli audit individuano le possibilità di misure efficaci sotto il profilo dei costi per ridurre
l'uso di energia e intensificare l'utilizzo e la produzione di energia rinnovabile, con
particolare attenzione all'individuazione e allo sfruttamento del potenziale di
produzione di biogas o di recupero e uso del calore di scarto, in loco o tramite un
sistema di teleriscaldamento/teleraffrescamento, riducendo al contempo le emissioni
di gas a effetto serra.
• I primi audit sono effettuati:
a) entro il 31 dicembre 2028 per gli impianti di trattamento delle acque reflue urbane
che trattano un carico di 100 000 a.e. o più e le reti fognarie ad essi collegate;
b) entro il 31 dicembre 2032 per gli impianti di trattamento delle acque reflue urbane
che trattano un carico compreso tra 10 000 e 100 000 a.e. e le reti fognarie ad essi
collegate.
Articolo 11 Neutralità energetica
Nuova Direttiva Acque Reflue UWWTD – Neutralità energetica
L'energia totale annua da fonti
rinnovabili generata dai gestori
degli impianti di trattamento con
un carico di 10 000 a.e. o più, sia
equivalente:
al 20% del consumo totale annuo di energia
entro il 31/12/2030;
al 40% del consumo totale annuo di energia
entro il 31/12/2035;
al 70% del consumo totale annuo di energia
entro il 31/12/2040;
al 100% del consumo totale annuo di
energia entro il 31/12/2045.
La produzione di energia
rinnovabile non può
comprendere l'acquisto di
energia rinnovabile.
Deroga prevista
se uno Stato membro non
raggiunge l'obiettivo, pur
avendo attuato tutte le
misure di efficienza, gli
Stati membri possono
autorizzare in via
eccezionale l'acquisto di
energia da fonti non
fossili. Tali acquisti sono
limitati a un massimo del
35 % di energia da
combustibili non fossili.
Obiettivi sostenibilità e nuove indicazioni ARERA
RQTI – nuovi sottoindicatori M5
• M5 in configurazione attuale pone molti gestori al medesimo livello
• La nuova Delibera prevede soglie di accesso alle classi più stringenti e
introduce alcuni sottoindicatori
• I sottoindicatori riguardano il recupero di materia ed energia
Delibera 28 dicembre 2023 637/2023/R/idr –ARERA
• G5.4a è l’indicatore del rapporto fra l’energia prelevata e autoprodotta
presso l’impianto ( elettrica, termica e biometano in rete)
Neutralità
energetica e la
strategia
GW
h
190
40 MLN
€
Ute
nze
1500
MLN
Smc
1,4
1 MLN
€
Ute
nze
25
Energia
Elettrica
Gas
Naturale
L’ ENERGIA IN GRUPPO CAP
PRODUZIONE DA FONTE RINNOVABILE
CAP ha realizzato ed ha in previsione diversi impianti di produzione da fonte
rinnovabile che si caratterizzano per la destinazione dell’energia prodotta
IMPIANTI IN AUTO CONSUMO IN SITO
IMPIANTI CESSIONE IN RETE
3,0% 2,7% 3,1% 3,6% 5,2% 7,0% 10,1% 12,7% 13,5% 14,3%
5,9% 7,5% 8,5%
13,3% 16,6%
22,2%
28,7%
33,3% 34,2%
35,5%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
MWH
Energia: acquisto, produzione e autoconsumo
Energia Fotovoltaico in autoconsumo Energia da Biogas in autoconsumo
Energia da Rete % Autoconsumo su energia
% Produzione su Energia
0,2% 0,2% 0,4%
0,9%
4,6%
8,8%
12,5%
15,9%
16,9%
18,1%
0%
5%
10%
15%
20%
0
10.000
20.000
30.000
40.000
2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Produzione fotovoltaico [MWh]
Autoconsumo Fotovoltaico Immissione fotovoltaico
Percentuale su energia consumata
OBIETTIVI
INVESTIMENTI CON RECUPERO DI SPAZIO TARIFFARIO
RIDUZIONE COSTI APPROVVIGIONAMENTO ENERGIA
SHARING COMPONENTE TARIFFARIA
OBIETTIVO PREMIALE ARERA 2025
BILANCIAMENTO RISCHI APPROVVIGIONAMENTO ENERGIA
NEUTRALITA’ ENERGETICA (DIRETTIVA ACQUE REFLUE)
TASSONOMIA (CONSUMO SU AE)
RIDUZIONE EMISSIONI CO2 (S.B.T)
OBIETTIVI
NEUTRALITA’ ENERGETICA (DIRETTIVA ACQUE REFLUE)
TASSONOMIA (CONSUMO SU AE)
RIDUZIONE EMISSIONI CO2 (S.B.T)
INVESTIMENTI CON RECUPERO DI SPAZIO TARIFFARIO
RIDUZIONE COSTI APPROVVIGIONAMENTO ENERGIA
SHARING COMPONENTE TARIFFARIA
OBIETTIVO PREMIALE ARERA 2025
BILANCIAMENTO RISCHI APPROVVIGIONAMENTO ENERGIA
ENERGIA IN
AUTOCONSUMO
ENERGIA
IN RETE
X X
X
X (X)
X
X
X
X
X X
INTERVENTI PIANIFICATI E IN CORSO
DEPURATORI E AREE CAP – MASTERPLAN 1 E 2
TERRENI MESSI A DISPOSIZIONE DAI COMUNI
PPP – VASCHE VOLANO
AGRIVOLTAICO PESCHIERA
COGENERAZIONE CANEGRATE
ZERO C FANGHI
RICERCA NUOVI PPP E PPA
AUTOCONSUMO
IMMISSIONE IN RETE
80% IMMISSIONE IN RETE
20% AUTOCONSUMO
AUTOCONSUMO
AUTOCONSUMO
AUTOCONSUMO
IMMISSIONE IN RETE
IN CORSO
IN CORSO
GARA IN CORSO
STOP DOPO AREE IDONEE
PREVISTO NEL 2026
AUTOCONSUMO
IMMISSIONE IN RETE
6%
2%
5%
5%
0,2%
4,5% IMMISSIONE IN RETE PREVISTO NEL 2026
25%
Obiettivo Neutralità Energetica
2030; 42% 2033; 43%
2030; 47% 2033; 49%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
2020 2025 2030 2035 2040 2045
Obiettivo Neutralità energetica WWD - Piano industriale
Obiettivo Neutralità GruppoCAP Gruppo CAP+ Zero C
DEROGA 35%
ENERGIA VERDE
Per gli obiettivi di neutralità energetica siamo coperti fino al 2035 con una produzione del
43% contro il 40% richiesto dalla direttiva
Obiettivo Neutralità Energetica
Per coprire l’ulteriore 25% si stanno esplorando ulteriori strade
• Individuando aree prossime ai depuratori con
possibilità di parziale autoconsumo in loco
Nuovi PPP
• La direttiva sembra aprire anche verso questo tipo di
operazioni anche se deve essere meglio chiarita nei
recepimenti nazionali
PPA OFF-SITE
EFFICIENZA ENERGETICA
Sostituzione Motori
Cicli Alternati e Sistemi di ottimizzazione (15 impianti su 39)
Sostituzione Soffianti (in MSP)
Sostituzione sistemi di areazione Piattelli ( in MSP)
Gestione Multioraria delle pressioni (Piano Perdite e PNRR)
Riduzione perdite (Piano Perdite e PNRR)
Installazione motori a magneti permanenti (Commessa pluriennale)
EFFICIENZA ENERGETICA
-1,6%
-3,4%
-6,5%
-8,4%
Attraverso gli interventi
di efficientamento
energetico e di
produzione da fonte
rinnovabile l’energia
acquistata da rete nel
2023 risulta pari al -
8,4% rispetto al 2019
Il solo efficientamento energetico ha portato ad una riduzione
progressiva dei TEP consumati dal Gruppo di oltre il 6%
EFFICIENZA ENERGETICA
Anno TEP consumati Riduzione base 2019
2019 40.697
2020 40.464 -0,6%
2021 39.935 -1,9%
2022 38.332 -5,8%
2023 38.158 -6,2%
PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2023
Impianto di Trezzo D’Adda - Cascina Portesana
Capacità totale:
310,87 kWp
Data di connessione alla rete
06/10/2023
Capacità totale:
160,8 kWp
Data di connessione alla rete
11/07/2023
Impianto di Cassano D’Adda - Cascina Roncella
Produzione su base annua:
176.880 kWh
CO2 evitata su base annua:
54,8 ton
Produzione su base annua:
341.957 kWh
CO2 Evitata su base annua:
106 ton
PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2023
Impianto di Peschiera – Via Roma
Capacità totale:
198 kWp
Data di connessione alla rete
30/03/2023
Capacità totale:
236 kWp
Data di connessione alla rete
08/09/2023
Impianto di Pozzuolo – Cascina Porro
Produzione su base annua:
260.161 kWh
CO2 evitata su base annua:
80,6 ton
Produzione su base annua:
217.784 kWh
CO2 Evitata su base annua:
67,5 ton
PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2024
Impianto di Trezzano Sul Naviglio - Depuratore
Capacità totale:
250 kWp
Data di connessione alla rete
30/09/2024
Produzione su base annua:
275.000 kWh
CO2 Evitata su base annua:
85 ton
Impianto di Bareggio - Depuratore
Capacità totale:
297 kWp
Data di connessione alla rete
30/09/2024
Produzione su base annua:
326.700 kWh
CO2 Evitata su base annua:
101 ton
PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2024
Impianto di Assago - Depuratore
Capacità totale:
480 kWp
Data di connessione alla rete
31/12/2024
Produzione su base annua:
540.000 kWh
CO2 Evitata su base annua:
167 ton
Impianto di Robecco – Agrivoltaico
Capacità totale:
240 kWp
Data di connessione alla rete
31/12/2024
Produzione su base annua:
360.000 kWh
CO2 Evitata su base annua:
112 ton
PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2024
Impianto di Lacchiarella – Area Comunale
Capacità totale:
997 kWp
Data di connessione alla rete
31/03/2025
Produzione su base annua:
1.100.000 kWh
CO2 Evitata su base annua:
340 ton
UP CER : 300 kWp CONDIVISIONE 84%
UP AID : 697 kWp CONDIVISIONE 81%
CONSUMATORI CER:
- COMUNE
- ASILO …………………
- ASS. SPORTIVA D. ……….
- PARROCCHIA …………………
TOT[kw] F1[kW]
678.763 297.429
15.699 7.437
313.140 99.951
48.007 16.623
Il progetto PNRR
teleriscaldamento
all’impianto di
Peschiera Borromeo
Il Depuratore di Peschiera Borromeo
Attualmente presso il depuratore di Peschiera Borromeo sono installati 2 cogeneratori alimentati a
Biogas da 500 kW di potenza elettrica.
L’energia elettrica prodotta 5 GWh è
completamente auto consumata
dall’impianto ed è pari a circa il 30%
del fabbisogno complessivo
L’energia Termica prodotta è utilizzata
internamente al depuratore per
riscaldare i digestori e per gli edifici
adibiti ad uffici e spogliatoi.
COGENERATORI
(ID SCAMBIATORE: 1)
DIGESTORI
CALDAIE
(ID SCAMBIATORE: 2)
GASOMETRI
UFFICI E CENTRALE
DI CONTROLLO
L’idea progettuale
Da un’analisi svolta nel primo semestre 2022 è emersa la possibilità di ottimizzare il recupero di calore, aumentando
la produzione di Biogas migliorando quindi sia la produzione elettrica che la disponibilità di calore.
Si è quindi ipotizzato di poter cedere il calore in eccesso esternamente all’impianto a utenze prossime
allo stesso.
In particolare si sono individuati il centro commerciale Galleria Borromeo e due utenze condominiali
sempre prossime al depuratore.
IL PNRR
Il 28 Luglio è stato pubblicato il Bando PNRR con scadenza di presentazione delle domande entro il 6 ottobre
Si è quindi elaborato un progetto basato
sull’ipotesi di collegamento alle utenze
limitrofe .
In data 23 Dicembre sono stati pubblicati gli
elenchi dei soggetti beneficiari dai quali CAP
risulta posizionato al terzo posto con
punteggio di 90/100 nella graduatoria
nazionale a fronte di circa 200 partecipanti,
ottenendo un incentivo di circa 2 M€ a
fronte di investimenti stimati pari a 3 M€.
Energia immessa [MWh/anno] 2.250
Tonnellate di petrolio risparmiate Oltre 190
Tonnellate di CO2 evitate Oltre 500
L’iniziativa prevede la realizzazione di una
rete di teleriscaldamento e
teleraffrescamento basata su fonte 100%
rinnovabile quale calore da biogas
disponibile a valle di una riqualificazione
dell’impianto di depurazione.
L’impianto di
depurazione di
Peschiera Borromeo
Accorgimenti e soluzioni
adottate
Potenzialità autorizzata: 436.100 AE
Superficie impianto: 185.276 m2
Portata trattata 2023: 52.281.735 m3
143.238 m3/gg
L’impianto di Peschiera Borromeo - inquadramento
Linea 1 236.000 AE fine anni ’80
Linea 2 200.000 AE 2008
Linea 1 ampliamento (trattamento terziario) 2013
Linea 3 130.000 AE in corso
Corpo ricettore: Fiume Lambro
Riuso diretto su Linea 2 autorizzato da luglio 2020
INQUINANTE RESA DI RIMOZIONE
Resa rimozione BOD 98%
Resa rimozione COD 98%
Resa rimozione NH4 97%
Resa rimozione N 75%
Resa rimozione P 82%
Teleriscaldamento
Nuovo impianto
distribuzione
calore
Ottimizzazione
logiche
riscaldamento
digestori
Installazione
gruppo frigo ad
assorbimento
Ottimizzazione Linea
fanghi e digestione
anaerobica
Revamping
disidratazione
Ottimizzazione
ispessimento e
caricamenti
Monitoraggio e
riduzione perdite
diffuse biogas
Ammodernamento
logica aerazione
Linea 2
Logiche
Strumentazione
Installazione impianti
fotovoltaici
Potenza installata
198 kWp
recuperando
spazi/tetti edifici
Sviluppi Futuri
Orege
Ottimizzzione
Ispessimento
Fanghi
Interventi e accorgimenti gestionali
Teleriscaldamento – digestione anaerobica
Durante il processo di depurazione, mediante processi biologici anaerobici controllati, si produce un sottoprodotto di interesse per
il contenuto di combustibile rinnovabile:
il BIOGAS
Data la possibilità di stoccaggio limitata e l’impossibilità di immissione diretta nella rete gas risulta importante prevederne e
ottimizzarne il consumo in loco.
Il biogas è una miscela di gas composto prevalentemente da metano
65% (CH4) ed anidride carbonica 30% (CO2). Esso può essere impiegato
per la produzione di biometano (attraverso il processo di upgrading) o
più semplicemente come combustibile ad impatto zero per quel che
riguarda le emissioni di gas serra in atmosfera;
Il biogas può essere sfruttato sia per la produzione di energia elettrica
sia per la produzione di calore. Storicamente nei depuratori avviene la
produzione simultanea di energia elettrica (per autoconsumi) e calore
(necessario per il processo di digestione) attraverso la cogenerazione,
sistema efficiente di produzione combinata e 100% ecosostenibile
grazie all’impiego di un combustibile rinnovabile.
Teleriscaldamento - L’impianto di Peschiera Borromeo
• L’impianto di Peschiera Borromeo (436.100 AE)
è dotato di 6 digestori anaerobici (2 in fase di
revamping)
• Volume tot. digestione anaerobica 21000 m3
• HRT medio 20 gg
• T digestione 35 °C
• È presente in sito un sistema di cogenerazione,
con potenzialità di 1MW elettrico installato, per
soddisfare le esigenze di riscaldamento dei
digestori e in grado di produrre circa il 30%
dell’energia elettrica consumata dall’impianto.
• Oltre a questo sistema erano presenti 6 caldaie
a fini di integrazione e/o backup di apporto di
calore.
Teleriscaldamento - recupero del calore di scarto
L’energia elettrica prodotta in un
anno è dell’ordine dei 5 GWh ed è
completamente auto consumata
dall’impianto.
L’energia Termica prodotta è
utilizzata per mantenere i digestori in
condizioni mesofile 35°C l’eccesso,
soprattutto nelle stagioni calde viene
dissipato.
Teleriscaldamento - recupero del calore di scarto
Una modalità efficiente per il recupero di biogas, o calore
in eccedenza, consiste nella possibilità di cederlo ad edifici
di carattere commerciale o abitativo attraverso una nuova
rete di teleriscaldamento (inverno) o utilizzarlo come
fonte di energia per l’erogazione di acqua fredda in una
rete di teleraffrescamento (estate).
All’interno del progetto tecnico risultato assegnatario del
bando PNRR sono state così identificate alcune possibili
utenze limitrofe al sito di depurazione in oggetto:
• Galleria Borromea Shopping Center;
• Utenze residenziali private;
• Palazzina uffici depuratore;
• Edifici comunali;
• Predisposizione allaccio futuro a rete municipale.
Tali utenze godrebbero di una fornitura di calore/freddo
derivante da fonte ecosostenibile e con tariffe agevolate
rispetto alla climatizzazione tradizionale (caldaia a gas,
condizionatori).
EDIFICI COMUNALI
Nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e
Resilienza (PNRR) gruppo CAP si è posizionato
al terzo posto nella graduatoria nazionale
ottenendo un incentivo di circa 2 M€ a fronte
di investimenti stimati pari a 3 M€.
L’iniziativa prevede la realizzazione di una rete
di teleriscaldamento e teleraffrescamento
basata su fonte 100% rinnovabile quale calore
da biogas disponibile a valle di una
riqualificazione dell’impianto di depurazione e
introduce il concetto di TRIGENERAZIONE
nell’impianto di depurazione per sfruttare al
meglio i cascami termici
Teleriscaldamento – la Trigenerazione in depurazione
1. Generatore vapore
(endotermico)
3. Condensatore
(esotermico)
4. Evaporatore
(endotermico)
5. Assorbitore
(esotermico)
(2) Vapore refrigerante
(6) Recupero di calore
(7) Alimentazione calore cogenerazione; (8) Dissipazione calore acqua scarico impianto; (9) Acqua
Refrigerata
Calore scarto cogeneratori
Scarico
Impianto
Circuito
acqua
refrigerata
8
Scambiatore utenze
12 → 7°C 60m3/h
+ 350 kWf
Scambiatore impianto
20→28°C 90m3/h
- 820 kW
Cogenerazione
90 → 70°C 25 m3/h
+ 470kW
9
8
5
4
6
7
1
3
2
Teleriscaldamento – la Trigenerazione in depurazione
Galleria Borromea
Shopping Center
Utenze residenziali
private
Palazzina uffici
depuratore
Edifici comunali
Teleriscaldamento: circa 1,7 km
Teleraffrescamento: circa 0,7 km
Teleriscaldamento – la rete esterna
IMPIANTI DI
COGENERAZIONE
CENTRALE
TERMICA ESISTENTE
NUOVA CENTRALE
TERMICA
Teleriscaldamento – la rete interna
T_Anello
SP T_anello
CALD 1 CALD 2
Coge. 2
Coge. 1
Livello
Biogas
3 vie DIG 1 SP T_skid 1
3 vie DIG 2 SP T_skid 2
3 vie DIG n SP T_skid n
f(T_LL, T_LH)
T_LL T_LM T_LH
Caldaie + motori motori
SP dinamico di
Regolazione
3 vie Skid
Fascia recupero
stoccaggio gas
Set point T_DIG_«n» [Min; Med; Max]
…
…
T min skid
T max skid
comanda
influenza
°C
°C
T fanghi
T H2O
Produzione
calore
Utilizzatori
Teleriscaldamento – logica di funzionamento
Principali interventi
gestionali e
impiantistici sulla
linea fanghi e gas di
Peschiera:
Ottimizzazione della linea fanghi (portate, ispessimento, sostituzione pompe estrazione fanghi primari)
Manutenzione compressori miscelazione e ottimizzazione dei tempi di funzionamento
Manutenzione tubazioni di biogas ammalorate con ricerca perdite e sostituzione valvole sicurezza
Ammodernamento logiche di gestione del Biogas (gestione cogeneratori e caldaie)
Installazione grigliatura fanghi
Interventi e accorgimenti gestionali – linea fanghi
Revamping Disidratazione
Il nuovo sistema, insieme alle logiche implementate, ha permesso di aumentare il grado
di automazione del comparto con effetti benefici a cascata sotto molteplici aspetti.
Nel periodo settembre – ottobre 2023
hanno avuto luogo i lavori di rinnovo del
sistema di trasporto fanghi del comparto
di disidratazione.
• Aumento resa di
disidratazione
delle centrifughe
distribuire
lavoro su
tempi più
lunghi
• Riduzione
dell’accumulo di
metalli pesanti
nei fanghi
Aumento dei
tassi di
smaltimento
fanghi
• Riduzione degli
odori
Effetto
benefico sul
carico di
fanghi
ricircolato
16
18
20
22
24
26
28
30
200
300
400
500
600
700
800
05/12/22 15/03/23 23/06/23 01/10/23 09/01/24 18/04/24 27/07/24
%
SST_FANGHI
DISIDRATATI
PPM
CU_FANGHI
DISIDRATATI
SST e Rame - Fango Disidratato
Disidratato Rame (Cu) - mg/kgss Disidratato Solidi Totali 105°C - %
Revamping disidratazione
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
1/12 20/1 11/3 30/4 19/6 8/8 27/9 16/11 5/1
%
SST
solidi fango post ispessito
Fango Post-Ispessito 1 Solidi Totali 105°C - % Fango Post-Ispessito 2 Solidi Totali 105°C - %
Un funzionamento delle centrifughe più distribuito nel tempo ha
consentito di raggiungere un incremento consolidato della
percentuale di SST del centrifugato passando dal 22% a picchi del
30%
A beneficio di: costi di smaltimento; riduzione dell’età del fango e
miglioramento della sedimentabilità
Avvio nuovo impianto
Avvio nuovo impianto
Limite 500 ppm
In contemporanea sono stati verificati ed adeguati i sistemi
di polipreparazione
il maggiore grado di automazione ha consentito al personale
di ricavare tempo per dedicarsi maggiormente alla verifica
delle concentrazioni dosate in macchina e al monitoraggio e
regolazione delle centrifughe
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
Rame
in
Ingresso
(mg/l)
Concentrazione attribuibile a
ricircoli surnatanti "inquinati"
Ottimizzazione aerazione Biofor
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
Fango
Smaltito
(kgSST/giorno)
dato puntuale media mobile 30 gg
Avvio nuovo impianto
Avvio nuovo impianto
Il tasso di smaltimento ha raggiunto valori confrontabili con la
produzione giornaliera di fango dell’impianto, che si calcola
essere variabile tra i 16.000 e i 18.000 kgSST/giorno
Dal grafico a lato si nota che, a seguito dell’intervento di
revamping, la concentrazione di rame misurato nei campioni
raccolti dal campionatore SAP in ingresso impianto si stabilizza
sui valori di benchmark
si rileva che il rame in ingresso è costantemente inferiore a 0,15 -
0,2 mg/l, valore ritenuto benchmark ragionevole considerata
l’estensione dell’agglomerato afferente al depuratore di Peschiera
Borromeo
Concentrazione attribuibile a
carico dell'agglomerato
SITUAZIONE INIZIALE
- L’aerazione prevedeva una regolazione in funzione della portata totale sollevata
- 3 compressori a servizio dell’aerazione
- Il 75% del tempo il livello di ammoniaca prossimo a zero
OBIETTIVI
▪ Ridurre del 25% la portata di aria erogata, corrispondenti a 6.600 Sm3/h e circa 165 kW all’asse
▪ evitare 175 kW in media assorbiti alla rete considerando le perdite del motore elettrico (94% eff.)
CONCLUSIONI
• Risparmi attesi per 766.500 kWh/anno; 63.875 kWh/mese
• considerando un cautelativo 0,15€/kW, circa 114.975 €/anno di possibili risparmi
• sulla base teorica l’investimento si ripaga i meno di 1 anno
Ammodernamento logica aerazione Biofor
60 m
12m
602
601
604
603
606
605
608
607
610
609
652
651
654
653
656
655
658
657
660
659
DN C+N
P
Comp 1
Comp 2
Comp 3
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
Ammodernamento logica aerazione Biofor
Ammodernamento logica aerazione Biofor
Nuova gestione Aerazione
Biofor
Revamping quadri
Automazione
Ammodernamento rete
di comunicazione
PLC e pannelli
operatori nuovi
Nuovi sistemi di
filtraggio aria aspirata
Installazione sonde
controllo ossigeno per
ogni vasca
Implementazione
logica
Aerazione controllata
su SP O2 singola vasca
Variazione dinamica del
SP di pressione nel
collettore su esigenza
del processo
valore Anno Udm Gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic
energia totale acquistata 2019 kWh 1.242.291 1.113.597 1.211.940 1.249.809 1.323.669 1.242.294 1.228.455 1.355.862 1.330.899 1.383.444 1.496.499 1.490.367
energia totale acquistata 2020 kWh 1.401.750 1.222.104 1.345.641 1.283.610 1.237.461 1.318.530 1.305.024 1.424.652 1.342.245 1.251.912 921.132 1.000.593
energia totale acquistata 2021 kWh 1.187.967 1.357.653 1.169.889 1.034.667 1.400.442 1.489.017 1.481.274 1.610.294 1.574.126 1.503.936 1.501.554 1.333.020
energia totale acquistata 2022 kWh 1.297.998 1.166.529 1.253.487 1.034.298 1.189.512 1.308.312 1.333.578 1.304.037 1.291.941 1.163.634 1.126.749 1.105.428
energia totale acquistata 2023 kWh 1.134.660 990.078 1.065.267 1.092.000 1.145.724 1.180.977 1.150.566 1.171.638 1.232.112 994.800 838.968 833.223
energia totale acquistata 2024 kWh 892.686 869.790 1.051.908 1.015.614
Avvio nuova logica Biofor
Conversione terziario
avvio impianti fotovoltaici
Ammodernamento logica aerazione Biofor - benefici
-
1.000.000
2.000.000
3.000.000
4.000.000
5.000.000
6.000.000
7.000.000
8.000.000
9.000.000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
M3
acqua
depurata
Acqua depurata m3
acqua trattata 2022 acqua trattata 2023 acqua trattata 2024
kWh/m3
L’impianto di Peschiera Borromeo – consumi e bilanci
variazione assoluta 2023 su 2019
valore assoluto variazione Effetto
energia totale acquistata kWh - 2.839.113 -18% risparmio diretto 500.000€/anno
biogas Sm3 +1.234.342 69% risparmio indiretto con recupero energetico
acqua trattata m3 +10.194.411 24% Contenimento dei bypass
consumo specifico kWh/m3 -0,13 -34% contenimento OPEX
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
3.000.000
3.500.000
10.000.000
11.000.000
12.000.000
13.000.000
14.000.000
15.000.000
16.000.000
17.000.000
2019 2020 2021 2022 2023
Sm3
Biogas
prodotto
kWh
energia
el.
acquistata
Titolo asse
Trend Energia acquistata - Biogas
Energia totale acquistata
Biogas prodotto
Sviluppi futuri – Orege – Obiettivi e risultati attesi
Impatti attesi e monitorati nel periodo di prova:
1. SST carico digestione da 3.5% a 7 %
2. Miglioramento resa degradazione digestione anaerobica → minori costi smaltimento.
3. Minore carico in ossidazione per contenimento ricircoli → minor consumo aerazione.
4. Aumento HRT digestori → risparmio energia termica e aumento cinetiche digestione → recupero calore per
teleriscaldamento stimato in 3.521.520 kWh t/anno pari a 100.000€/anno per cessione a rete
5. Produzione gas + 2000m3/gg stimati → evitati costi di fornitura elettrica per 1.768.869kWh el/anno
corrispondenti a 350.000€/anno
Innovazioni tecnologiche
per un cambio di passo
nella neutralità
energetica
NEUTRALITA’ ENERGETICA PER LA RIDUZIONE DEI GAS SERRA
L’Europa si è impegnata nell’obiettivo di raggiungere la Neutralità Climatica entro il 2050 con il
Regolamento (UE) 2018/842. In conformità con tale scelta, la nuova Direttiva impone di ridurre
significativamente il consumo energetico e massimizzare la produzione da energia rinnovabile negli
impianti di trattamento delle acque reflue.
Per gli agglomerati superiori a 10.000 AE è prevista pertanto la Neutralità Energetica, ovvero l’energia
prodotta da energia rinnovabile deve completamente compensare i consumi energetici del
comparto fognario-depurativo, comprensivo quindi anche dei consumi dei pompaggi lungo la rete
fognaria. L’obiettivo è da raggiungersi a livello nazionale e non per ciascun impianto di trattamento.
L’energia autoprodotta inoltre può essere prodotta sia dai Gestori che dai proprietari degli impianti con
applicazioni sia nel sito medesimo che fuori dal sito, attraverso energia idroelettrica, eolica, termica,
solare e produzione da biogas. Queste ultime due sono viste in particolare come le scelte più credibili e
più affini sia per la disponibilità di aree per il fotovoltaico sia per la produzione di biogas da
digestione anaerobica dei fanghi di depurazione.
La Neutralità è da raggiungersi in maniera progressiva con step intermedi ed entro il 2045.
Thanks
to
PowerStep
TRATTAMENTI VIA NITRITO FANGO GRANULARE
ISPESSIMENTO INNOVATIVO
OTTIMIZZARE NON BASTA, OCCORRONO VERE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE
61
© Orège - Strictly confidential –September 2022
SLG-F® TECHNOLOGY
Now your
sludge are
valuable
CAP EVOLUTION
”L’efficentamento energetico nell’impianto di
depurazione e le sinergie con il territorio”
Webinar 8 Luglio 2024
Orège
Orege in breve
• Società francese attiva dal 2006 e supportata da Eren Industries, fondata da Paris
Mouratoglou, già fondatore e manager di EDF EN
• Un portfolio di tecnologie proprietarie ed innovative soluzioni brevettate dedicate al
trattamento e recupero dei fanghi
• 9 famiglie di brevetti a tutela di processi, soluzioni ed applicazioni sviluppate da Orège
• 3 filiali operative negli Stati Uniti, nel Regno Unito ed in Italia
• Riconoscimenti:
• 'Breakthrough Water Technology Company of the Year‘ ai 'Global Water Awards',
2016
• 'Most Innovative technology‘ alla Birmingham 'Utility week’(Regno Unito), 2017
Shareholding
Shareholding
Fase R&D
2006 2011
Fondazione dell’industria
2016 2024
2012 2015
Produzione & Marketing
Partnership strategici
with Alfa Laval (2020)
www.orege.com
6%
10%
80%
4%
Eren Industries
Institutional Shareholders
Fondatori e management
Azionisti al dettaglio
Più di 30
referenze
Presente in
4 paesi
40 dipendenti
63
© Orège - Strictly confidential –September 2022
Nord America Europa
Asia
Asia
Paesi strategici
Paesi prioritari
Canada
USA
Francia
Germania
Italia
Grecia
Benelux
Giappone
Gran Bretagna
Paesi oggetto di azioni commerciali/di
marketing imminenti
Spagna
Israele
Svizzera
Strategia commerciale e paesi d’interesse
Tecnologia SLG-F: fasi principali del processo - Condizionamento
1. Iniettore
L'iniezione di aria compressa nel
fango causa la rottura delle
colonie di aggregati e libera
l'acqua legata fisicamente
2. Reattore
Fasi di
compressione/decompressione
portano a creare un’ emulsione
di "fango aerato» l’emulsione
SLG®
3. PRV 5. Degasatore
L’iniezione di polielettrolita in
cavitazione agevola la
miscelazione fango/polielettrolita
e la separazione liquido/solido
Il rilascio dell'aria in eccesso riduce la
turbolenza e consente lo stripaggio di
gran parte dei gas solubili contenuti
nel fango (H2S, ecc.)
4.Polielettrolita
• Condizionamento con aria compressa →- emulsione SLG (Solid Liquid Gas)
-naturale flottazione fango
• Aggiunta polielettrolita →- flocculazione e stabilizzazione del fango
• Rilascio dell’eccesso di aria tramite una fase di degasaggio
Agevolazione del processo di
separazione fango/acqua.
Tecnologia SLG-F: fasi principali del processo – Ispessimento con Flosep
FLOSEP® di OREGE
SLG-F: reattore SLG + Flosep (soluzione containerizzata)
L'SLG può essere combinato con l’unità Flosep per creare una soluzione integrata di
condizionamento ed ispessimento avanzato → l'SLG-F
(F=Flosep) ovvero un tamburo rotante sviluppato da Orege. Esso consente
un’efficiente separazione fango/acqua ed un rapido ispessimento, producendo il fango
condizionato ed ispessito SLG-F .
Essendo il fango condizionato con SLG la separazione è facilitata e presenta i seguenti
benefici:
- Facilità nel raggiungere 7-8% TS mantenendo elevata pompabilità
- Ingombro ridotto (circa la metà rispetto ad altri sistemi convenzionali)
- Elevata qualità del filtrato (< 300÷500 mg/l)
- Minore consumo di polielettrolita rispetto sistemi convenzionali (20-40%)
Tecnologia SLG-F: tipologie di configurazioni mobili e fisse
SKID SLG® – F20 UNITA’ MOBILE SLG® – F20
UNITA’ CONTAINER SLG® – F20
INSTALLAZIONE IN LOCALE ISPESSIMENTO
SLG® – F60
Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: contesto ed obiettivi
OREGE ha eseguito presso l’impianto di depurazione di Peschiera Borromeo
di CAP una sperimentazione pilota volta a dimostrare i potenziali benefici
della tecnologia SLG-F su fanghi biologici e primari.
L'impianto utilizza attualmente per l’ispessimento di fanghi biologici due
addensatori dinamici a tamburo rotante con le seguenti performance:
• 5 % S S
• 95,1% capture rate
• attuale consumo di polielettrolita: 9,5 kgCom/TSS
❖ 566 000 AE
❖ 15% acque industriali, 85% acque municipali
❖ Due linee trattamento acque
❖ Due ispessitori statici ( fango in uscita 2,7 % DS)
❖ Due ispessitori dinamici (fango in uscita 4,5-5 % DS)
❖ Produzione di fanghi primari e biologici
❖ Digestione anaerobica
❖ Disidratazione
❖ Smaltimento per incenerimento o utilizzo in
agricoltura
Obiettivi sperimentazione pilota:
Fase 1 : ispessimento fanghi biologici
Fase 2 : ispessimento fanghi primari
• Minima percentuale SS pari al 6%
• capture rate > 95 %
• Minimo consumo di polielettrolita
• Minima percentuale SS pari al 6%
• concentrazione solidi sospesi nel filtrato (TSS ) <500 mg/l
• Minimo consumo di polielettrolita
• Miglioramento pompabilità del fango in testa al digestore
Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: fase 1- Fanghi biologici
Data
Q fango IN
(𝒎𝟑/h)
Conc. fango
IN (g/L)
S.S (%)
TSS filtrato
(g/L)
Capture rate
(%)
Dosaggio
polielettrolita
(𝒌𝒈𝒄𝒐𝒎/Tds)
Baseline 16/02-7/03 9 1,4 5,1 1,3 93 9,4
SLG-F 03/03-10/03 20 1,6 7,2 0,4 98 7,6
Risultati + 122 % + 41 % - 69 % + 6 % - 19%
PARAMETRI OPERATIVI SLG-F
▪ SLG-F:
• Portata in ingresso (Qin) = 20 m3/h
• Rapporto aria/fango = 1
• Pressione reattore = 0,6 bar
• Velocità di rotazione tamburo rotante: 60 %
• N. piastre pressanti utilizzate: 10 (4kg per piastra)
(pressione 0,23 Kg/cm2)
▪ Polielettrolita:
• Tillflock CE 1867 o SNF 640 TBD
• Concentrazione: 1,5 gCom/L
• Portata: 27 l/min
Fase 1: risultati della sperimentazione pilota rispetto alla
baseline di ispessimento fanghi biologici
• Incremento portata in ingresso= 122%
• Diminuzione dosaggio polielettrolita= 19%
• Incremento %S.S del fango ispessito = 41%
• Diminuzione concentrazione TSS filtrato = 69%
• Verificata regolare pompabilità anche con fango all’8 % S.S.
Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: fase 1- Fanghi biologici
Fango ispessito e filtrato da SLG-F Filtrato da fango ispessito con ispessitore
dinamico a tamburo rotante attualmente installato
Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: fase 2 – Fanghi primari
PARAMETRI OPERATIVI SLG-F
▪ SLG-F:
• Portata in ingresso (Qin) = 19 m3/h
• Rapporto aria/fango = 1
• Pressione reattore = 0,6 bar
• Velocità di rotazione tamburo rotante: 60 %
• N. piastre pressanti utilizzate: 4 (4kg per piastra) (pressione
0,23 Kg/cm2)
▪ Polielettrolita
• Tillflock CE 1480
• Concentrazione : 2,2 gCom/L
• Portata: 43 l/min
Data
Q fango IN
(𝒎𝟑/h)
Conc. fango
IN (g/L)
S.S (%)
TSS filtrato
(g/L)
Capture rate
(%)
Dosaggio
polielettrolita
(𝒌𝒈𝒄𝒐𝒎/Tds)
04/04 – 18/04 19 25 6.8% 1.42 97% 12.00
Fase 2: risultati sperimentazione pilota
• Incremento % S.S del fango ispessito = 172% (con
SLG-F in serie all’ispessitore statico)
• Riduzione volume a parità di kgSS fanghi primari in
alimentazione al digestore = 63%
Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: risultati finali
Benefici SLG-F
applicata ai FANGHI
BIOLOGICI
• Diminuzione pari al 66% della concentrazione di TSS nel filtrato → riduzione del carico solido ricircolato in testa all’impianto
• Incremento pari al 40% della percentuale di sostanza secca nel fango ispessito → conseguente aumento dell’HRT del digestore
del 10% ( configurazione relativa all’ispessimento dei soli fanghi biologici, che costituiscono il 20% del’alimentazione al digestore)
• Raggiungimento di una percentuale di sostanza secca del fango ispessito pari all’ 8% ottenendo al contempo un fango esente
da problemi di pompabiltà
• Diminuzione pari al 19% del dosaggio di polielettrolita, da 9,4 KgCOM/TDS della baseline a 7,6 KgCOM/TDS .
Benefici SLG-F
applicata ai FANGHI
PRIMARI
• Incremento pari al 172% della percentuale di sostanza secca nel fango ispessito (2,5% SS -> 6,8% SS) → riduzione del 63 % del
volume di fanghi primari alimentati al digestore e conseguente aumento dell’ HRT:
• Da 18 a 32 giorni nei digestori 1 & 3 (Biologici+ Primari)
• Da 18 a 40 giorni nei digestori 4 & 5 (Primari, no Biologici)
• L’aumento di HRT si puo’ sfruttare per incrementare l’OLR (ORGANIC LOADING RATE ovvero il carico specific inviato al
digestore) o per ridurre il numero di digestori operative (ad esempio in caso di revamping di vecchi digestori)
Vantaggi negerali
soluzione SLG-F
• Le soluzioni SLG-F risultano di facile manutenzione e gestione, come verificato dagli Operatori CAP
• Consentono inoltre di ottenere risultati stabili e ripetibili essendo meno soggetti alle variabilità di carico in ingress alla Linea
Fanghi
Prima applicazione full scale SLG-F in Italia: Depuratore MONZA (600.000 AE)
Sedimentazione Primaria Trattamento biologico
SLG – F 60
SLG – F 60
Isp. Dinamico riserva
Filtrazione disinfezione
Fiume
Disidratazione
Essiccamento @90%
Digestione anaerobica
Riutilizzo in
cementeria
Ispessimento a gravità
WORK IN PROGRESS
ENTRO FINE LUGLIO 2024 – AVVIAMENTO
2 x 60 m3/h
S.S > 6 %
TSS filtrato < 0,5 g/L
Dosaggio polielettrolita < 8 kgCom/TsS
Energy consumption 0,23 KWh/m3
Contributed by Luca Pedrazzi
Prima applicazione full scale SLG-F su fanghi primari: CAP Peschiera Borromeo
WORK IN PROGRESS
2 x SLG - F 20
IN CONTAINER
TRATTAMENTO FANGHI
PRIMARI IN
CARICAMENTO A
DIGESTORI ANAEROBICI
Grazie per
l’attenzione
Grazie
Ing. Giovanni Vargiu – 345 9484152; giovanni.vargiu@gruppocap.it
Ing. Marco Muzzatti – 346 1752756; marcoandrea.muzzatti@gruppocap.it
Ing. Alessio Cupaioli – 344 3481381; alessio.cupaioli@gruppocap.it
Ing. Daniele Renzi – 349.7656173; daniele.renzi@bioreal.it
Marta D'izzia – marta.d'izzia@orege.com

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Convegno 28 giugno 2024 | MORONI Gianluca
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Convegno 18 giugno 2024 -Piazzalunga Giovanni
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Convegno 28 giugno 2024 | LAUCELLI Daniele Biagio
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Convegno 28 giugno 2024 | VINCENZI Alessandro
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Convegno 28 giugno 2024 | GILLI Stefania
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Convegno 28 giugno 2024 | LANCELLOTTI Dario
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Convegno 28 giugno 2024 | BONATI Giovanni
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Convegno 28 giugno 2024 | BRAMBILLA Paola
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Convegno 28 giugno 2024 | TUCCIARELLI Tullio
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Convegno 28 giugno 2024 | TESSERA Michele
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CONVEGNO DA IRETI 18 giugno 2024 | BARBONE Daniele
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CONVEGNO DA IRETI 18 giugno 2024 | OTTOLINI Stefano
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CONVEGNO DA IRETI 18 giugno 2024 | PASQUALE Donato
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CONVEGNO DA IRETI 18 giugno 2024 | GAMBARDELLA Alberto
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CONVEGNO DA IRETI 18 giugno 2024 | BRIOSCHI Benedetta
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CONVEGNO DA IRETI 18 giugno 2024 | TELLINI Tania
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CONVEGNO DA IRETI 18 giugno 2024 | CASCETTA Furio
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CONVEGNO DA IRETI 18 giugno 2024 | MONTANARI Alberto
Webinar "Sistemi di monitoraggio in continuo delle perdite: ROI, soluzioni e ...
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Webinar 23 luglio 2024 | CAP EVOLUTION: “L’efficientamento energetico nell’impianto di depurazione e le sinergie con il territorio”

  • 1. Webinar Servizi a Rete L’EFFICIENTAMENTO ENERGETICO NELL’IMPIANTO DI DEPURAZIONE E LE SINERGIE CON IL TERRITORIO 09 Luglio 2024
  • 2. La nuova direttiva acque reflue e la qualità tecnica ARERA
  • 3. Gruppo CAP: chi siamo Gruppo CAP è il gestore del Servizio Idrico Integrato in 154 comuni appartenenti alla Città metropolitana di Milano e alle Province di Monza Brianza, Pavia, Como e Varese. L’azienda serve un bacino di utenza di circa 2,5 Mio di cittadini, si colloca tra i principali operatori italiani del Servizio Idrico Integrato ed è la prima monoutility per patrimonio nel panorama nazionale.
  • 4. Gruppo CAP – cosa facciamo DEPURAZIONE 154 comuni serviti 2.412.800 abitanti 278.380.274 milioni di mc di acqua reflua trattata 115.337.272 milioni di mc di acqua reflua riutilizzata (41% totale) + 81.030 ton fanghi prodotti di cui il 40% riutilizzati in agricoltura 40 impianti di depurazione ACQUEDOTTO 1.845.422 abitanti 133 comuni serviti 722 pozzi 249,7 milioni di mc d’acqua prelevata 6.461 km rete acquedottistica 18.813 prelievi acque potabili 728.865 determinazioni analitiche 190.806.906 mc di volume totale d’acqua erogata FOGNATURA 133 comuni serviti 1.879.451 abitanti 492 km collettori 6.528 Km rete fognaria e collettori
  • 8. Processo di revisione Direttiva Acque Reflue 91/271/EEC 16 ottobre 2023: approvazione posizione del Consiglio 5 ottobre 2023: approvazione posizione del Parlamento Novembre 2023: inizio Trilogo Giugno 2024: testo finale 26 ottobre 2022: proposta legislativa della Commissione 2019 2020
  • 9. Novità introdotte nella proposta di revisione UWWTD https://environment.ec.europa.eu/publications/proposal-revised-urban-wastewater-treatment-directive_en https://environment.ec.europa.eu/topics/water/urban-wastewater_en SISTEMI DI COLLETTAMENTO • AE MIN DA SOTTOPORRE A TRATTAMENTO • PIANO DI GESTIONE INTEGRATO DELLE ACQUE REFLUE • VOLUME MASSIMO SCARICABILE DIRETTAMENTE IN CIS NEUTRALITA’ ENERGETICA • PIANO PROGRESSIVO VERSO NEUTRALITA’ • INCENTIVO PRODUZIONE ENERGIA (IN- SITE E/O OFF-SITE) • OBBLIGO DI ENERGY AUDIT TRATTAMENTI TERZIARI • OBIETTIVI DI QUALITA’ DELLE ACQUE • OBBLIGO DI TRATTAMENTO PER FASCE AE • RIDUZIONE LIMITI N E P • INCREMENTO RESE ABBATTIMENTO N E P TRATTAMENTI QUATERNARI • OBBLIGO DI TRATTAMENTO PER FASCE AE • INDIVIDUAZIONE DI CATEGORIE DI MICRO INQUINANTI • RESE DI RIMOZIONE MINIME • INTRODUZIONE SISTEMA EPR ALTRO • INCENTIVO AL RIUSO DELLE ACQUE DEPURATE • GESTIONE CIRCOLARE FANGHI • RECUPERO RISORSE • WATER SURVEILLANCE (MONITORAGGIO PATOGENI)
  • 10. La nuova Direttiva Acque Reflue UWWTD Necessario un approccio globale alla pianificazione Razionalizzazione degli impianti Prevedere strumenti di LCA/LCC per la scelta delle migliori Soluzioni Esplorare nuovi ambiti di indagine Avere maggior tempo per la pianificazione e l’implementazione della direttiva Sostenibilità economica e finanziaria Necessario tenere conto di tutte le matrici impattate dal depuratore: Scarico per l’ambiente acquatico Le emissioni in atmosfera per i gas climalteranti Il recupero di materia e nutrienti ENERGY NEUTRALITY NUOVI LIMITI ALLO SCARICO TRATTAMENTI QUATERNARI CARBON FOOTPRINT CARBON NEUTRALITY Potenziali conflitti… Cicli alternati? + GHG Nuovi trattamenti Nuovi trattamenti + Energia + Chemicals Microinquinanti emergenti
  • 11. Nuova Direttiva Acque Reflue UWWTD – Neutralità energetica • Gli Stati membri provvedono affinché ogni quattro anni siano svolti audit energetici degli impianti di trattamento delle acque reflue urbane e delle reti fognarie in funzione. • Gli audit individuano le possibilità di misure efficaci sotto il profilo dei costi per ridurre l'uso di energia e intensificare l'utilizzo e la produzione di energia rinnovabile, con particolare attenzione all'individuazione e allo sfruttamento del potenziale di produzione di biogas o di recupero e uso del calore di scarto, in loco o tramite un sistema di teleriscaldamento/teleraffrescamento, riducendo al contempo le emissioni di gas a effetto serra. • I primi audit sono effettuati: a) entro il 31 dicembre 2028 per gli impianti di trattamento delle acque reflue urbane che trattano un carico di 100 000 a.e. o più e le reti fognarie ad essi collegate; b) entro il 31 dicembre 2032 per gli impianti di trattamento delle acque reflue urbane che trattano un carico compreso tra 10 000 e 100 000 a.e. e le reti fognarie ad essi collegate. Articolo 11 Neutralità energetica
  • 12. Nuova Direttiva Acque Reflue UWWTD – Neutralità energetica L'energia totale annua da fonti rinnovabili generata dai gestori degli impianti di trattamento con un carico di 10 000 a.e. o più, sia equivalente: al 20% del consumo totale annuo di energia entro il 31/12/2030; al 40% del consumo totale annuo di energia entro il 31/12/2035; al 70% del consumo totale annuo di energia entro il 31/12/2040; al 100% del consumo totale annuo di energia entro il 31/12/2045. La produzione di energia rinnovabile non può comprendere l'acquisto di energia rinnovabile. Deroga prevista se uno Stato membro non raggiunge l'obiettivo, pur avendo attuato tutte le misure di efficienza, gli Stati membri possono autorizzare in via eccezionale l'acquisto di energia da fonti non fossili. Tali acquisti sono limitati a un massimo del 35 % di energia da combustibili non fossili.
  • 13. Obiettivi sostenibilità e nuove indicazioni ARERA RQTI – nuovi sottoindicatori M5 • M5 in configurazione attuale pone molti gestori al medesimo livello • La nuova Delibera prevede soglie di accesso alle classi più stringenti e introduce alcuni sottoindicatori • I sottoindicatori riguardano il recupero di materia ed energia Delibera 28 dicembre 2023 637/2023/R/idr –ARERA • G5.4a è l’indicatore del rapporto fra l’energia prelevata e autoprodotta presso l’impianto ( elettrica, termica e biometano in rete)
  • 16. PRODUZIONE DA FONTE RINNOVABILE CAP ha realizzato ed ha in previsione diversi impianti di produzione da fonte rinnovabile che si caratterizzano per la destinazione dell’energia prodotta IMPIANTI IN AUTO CONSUMO IN SITO IMPIANTI CESSIONE IN RETE 3,0% 2,7% 3,1% 3,6% 5,2% 7,0% 10,1% 12,7% 13,5% 14,3% 5,9% 7,5% 8,5% 13,3% 16,6% 22,2% 28,7% 33,3% 34,2% 35,5% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 MWH Energia: acquisto, produzione e autoconsumo Energia Fotovoltaico in autoconsumo Energia da Biogas in autoconsumo Energia da Rete % Autoconsumo su energia % Produzione su Energia 0,2% 0,2% 0,4% 0,9% 4,6% 8,8% 12,5% 15,9% 16,9% 18,1% 0% 5% 10% 15% 20% 0 10.000 20.000 30.000 40.000 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Produzione fotovoltaico [MWh] Autoconsumo Fotovoltaico Immissione fotovoltaico Percentuale su energia consumata
  • 17. OBIETTIVI INVESTIMENTI CON RECUPERO DI SPAZIO TARIFFARIO RIDUZIONE COSTI APPROVVIGIONAMENTO ENERGIA SHARING COMPONENTE TARIFFARIA OBIETTIVO PREMIALE ARERA 2025 BILANCIAMENTO RISCHI APPROVVIGIONAMENTO ENERGIA NEUTRALITA’ ENERGETICA (DIRETTIVA ACQUE REFLUE) TASSONOMIA (CONSUMO SU AE) RIDUZIONE EMISSIONI CO2 (S.B.T)
  • 18. OBIETTIVI NEUTRALITA’ ENERGETICA (DIRETTIVA ACQUE REFLUE) TASSONOMIA (CONSUMO SU AE) RIDUZIONE EMISSIONI CO2 (S.B.T) INVESTIMENTI CON RECUPERO DI SPAZIO TARIFFARIO RIDUZIONE COSTI APPROVVIGIONAMENTO ENERGIA SHARING COMPONENTE TARIFFARIA OBIETTIVO PREMIALE ARERA 2025 BILANCIAMENTO RISCHI APPROVVIGIONAMENTO ENERGIA ENERGIA IN AUTOCONSUMO ENERGIA IN RETE X X X X (X) X X X X X X
  • 19. INTERVENTI PIANIFICATI E IN CORSO DEPURATORI E AREE CAP – MASTERPLAN 1 E 2 TERRENI MESSI A DISPOSIZIONE DAI COMUNI PPP – VASCHE VOLANO AGRIVOLTAICO PESCHIERA COGENERAZIONE CANEGRATE ZERO C FANGHI RICERCA NUOVI PPP E PPA AUTOCONSUMO IMMISSIONE IN RETE 80% IMMISSIONE IN RETE 20% AUTOCONSUMO AUTOCONSUMO AUTOCONSUMO AUTOCONSUMO IMMISSIONE IN RETE IN CORSO IN CORSO GARA IN CORSO STOP DOPO AREE IDONEE PREVISTO NEL 2026 AUTOCONSUMO IMMISSIONE IN RETE 6% 2% 5% 5% 0,2% 4,5% IMMISSIONE IN RETE PREVISTO NEL 2026 25%
  • 20. Obiettivo Neutralità Energetica 2030; 42% 2033; 43% 2030; 47% 2033; 49% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2020 2025 2030 2035 2040 2045 Obiettivo Neutralità energetica WWD - Piano industriale Obiettivo Neutralità GruppoCAP Gruppo CAP+ Zero C DEROGA 35% ENERGIA VERDE Per gli obiettivi di neutralità energetica siamo coperti fino al 2035 con una produzione del 43% contro il 40% richiesto dalla direttiva
  • 21. Obiettivo Neutralità Energetica Per coprire l’ulteriore 25% si stanno esplorando ulteriori strade • Individuando aree prossime ai depuratori con possibilità di parziale autoconsumo in loco Nuovi PPP • La direttiva sembra aprire anche verso questo tipo di operazioni anche se deve essere meglio chiarita nei recepimenti nazionali PPA OFF-SITE
  • 22. EFFICIENZA ENERGETICA Sostituzione Motori Cicli Alternati e Sistemi di ottimizzazione (15 impianti su 39) Sostituzione Soffianti (in MSP) Sostituzione sistemi di areazione Piattelli ( in MSP) Gestione Multioraria delle pressioni (Piano Perdite e PNRR) Riduzione perdite (Piano Perdite e PNRR) Installazione motori a magneti permanenti (Commessa pluriennale)
  • 23. EFFICIENZA ENERGETICA -1,6% -3,4% -6,5% -8,4% Attraverso gli interventi di efficientamento energetico e di produzione da fonte rinnovabile l’energia acquistata da rete nel 2023 risulta pari al - 8,4% rispetto al 2019
  • 24. Il solo efficientamento energetico ha portato ad una riduzione progressiva dei TEP consumati dal Gruppo di oltre il 6% EFFICIENZA ENERGETICA Anno TEP consumati Riduzione base 2019 2019 40.697 2020 40.464 -0,6% 2021 39.935 -1,9% 2022 38.332 -5,8% 2023 38.158 -6,2%
  • 25. PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2023 Impianto di Trezzo D’Adda - Cascina Portesana Capacità totale: 310,87 kWp Data di connessione alla rete 06/10/2023 Capacità totale: 160,8 kWp Data di connessione alla rete 11/07/2023 Impianto di Cassano D’Adda - Cascina Roncella Produzione su base annua: 176.880 kWh CO2 evitata su base annua: 54,8 ton Produzione su base annua: 341.957 kWh CO2 Evitata su base annua: 106 ton
  • 26. PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2023 Impianto di Peschiera – Via Roma Capacità totale: 198 kWp Data di connessione alla rete 30/03/2023 Capacità totale: 236 kWp Data di connessione alla rete 08/09/2023 Impianto di Pozzuolo – Cascina Porro Produzione su base annua: 260.161 kWh CO2 evitata su base annua: 80,6 ton Produzione su base annua: 217.784 kWh CO2 Evitata su base annua: 67,5 ton
  • 27. PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2024 Impianto di Trezzano Sul Naviglio - Depuratore Capacità totale: 250 kWp Data di connessione alla rete 30/09/2024 Produzione su base annua: 275.000 kWh CO2 Evitata su base annua: 85 ton Impianto di Bareggio - Depuratore Capacità totale: 297 kWp Data di connessione alla rete 30/09/2024 Produzione su base annua: 326.700 kWh CO2 Evitata su base annua: 101 ton
  • 28. PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2024 Impianto di Assago - Depuratore Capacità totale: 480 kWp Data di connessione alla rete 31/12/2024 Produzione su base annua: 540.000 kWh CO2 Evitata su base annua: 167 ton Impianto di Robecco – Agrivoltaico Capacità totale: 240 kWp Data di connessione alla rete 31/12/2024 Produzione su base annua: 360.000 kWh CO2 Evitata su base annua: 112 ton
  • 29. PRINCIPALI INSTALLAZIONI 2024 Impianto di Lacchiarella – Area Comunale Capacità totale: 997 kWp Data di connessione alla rete 31/03/2025 Produzione su base annua: 1.100.000 kWh CO2 Evitata su base annua: 340 ton UP CER : 300 kWp CONDIVISIONE 84% UP AID : 697 kWp CONDIVISIONE 81% CONSUMATORI CER: - COMUNE - ASILO ………………… - ASS. SPORTIVA D. ………. - PARROCCHIA ………………… TOT[kw] F1[kW] 678.763 297.429 15.699 7.437 313.140 99.951 48.007 16.623
  • 31. Il Depuratore di Peschiera Borromeo Attualmente presso il depuratore di Peschiera Borromeo sono installati 2 cogeneratori alimentati a Biogas da 500 kW di potenza elettrica. L’energia elettrica prodotta 5 GWh è completamente auto consumata dall’impianto ed è pari a circa il 30% del fabbisogno complessivo L’energia Termica prodotta è utilizzata internamente al depuratore per riscaldare i digestori e per gli edifici adibiti ad uffici e spogliatoi. COGENERATORI (ID SCAMBIATORE: 1) DIGESTORI CALDAIE (ID SCAMBIATORE: 2) GASOMETRI UFFICI E CENTRALE DI CONTROLLO
  • 32. L’idea progettuale Da un’analisi svolta nel primo semestre 2022 è emersa la possibilità di ottimizzare il recupero di calore, aumentando la produzione di Biogas migliorando quindi sia la produzione elettrica che la disponibilità di calore. Si è quindi ipotizzato di poter cedere il calore in eccesso esternamente all’impianto a utenze prossime allo stesso. In particolare si sono individuati il centro commerciale Galleria Borromeo e due utenze condominiali sempre prossime al depuratore.
  • 33. IL PNRR Il 28 Luglio è stato pubblicato il Bando PNRR con scadenza di presentazione delle domande entro il 6 ottobre Si è quindi elaborato un progetto basato sull’ipotesi di collegamento alle utenze limitrofe . In data 23 Dicembre sono stati pubblicati gli elenchi dei soggetti beneficiari dai quali CAP risulta posizionato al terzo posto con punteggio di 90/100 nella graduatoria nazionale a fronte di circa 200 partecipanti, ottenendo un incentivo di circa 2 M€ a fronte di investimenti stimati pari a 3 M€. Energia immessa [MWh/anno] 2.250 Tonnellate di petrolio risparmiate Oltre 190 Tonnellate di CO2 evitate Oltre 500 L’iniziativa prevede la realizzazione di una rete di teleriscaldamento e teleraffrescamento basata su fonte 100% rinnovabile quale calore da biogas disponibile a valle di una riqualificazione dell’impianto di depurazione.
  • 34. L’impianto di depurazione di Peschiera Borromeo Accorgimenti e soluzioni adottate
  • 35. Potenzialità autorizzata: 436.100 AE Superficie impianto: 185.276 m2 Portata trattata 2023: 52.281.735 m3 143.238 m3/gg L’impianto di Peschiera Borromeo - inquadramento Linea 1 236.000 AE fine anni ’80 Linea 2 200.000 AE 2008 Linea 1 ampliamento (trattamento terziario) 2013 Linea 3 130.000 AE in corso Corpo ricettore: Fiume Lambro Riuso diretto su Linea 2 autorizzato da luglio 2020 INQUINANTE RESA DI RIMOZIONE Resa rimozione BOD 98% Resa rimozione COD 98% Resa rimozione NH4 97% Resa rimozione N 75% Resa rimozione P 82%
  • 36. Teleriscaldamento Nuovo impianto distribuzione calore Ottimizzazione logiche riscaldamento digestori Installazione gruppo frigo ad assorbimento Ottimizzazione Linea fanghi e digestione anaerobica Revamping disidratazione Ottimizzazione ispessimento e caricamenti Monitoraggio e riduzione perdite diffuse biogas Ammodernamento logica aerazione Linea 2 Logiche Strumentazione Installazione impianti fotovoltaici Potenza installata 198 kWp recuperando spazi/tetti edifici Sviluppi Futuri Orege Ottimizzzione Ispessimento Fanghi Interventi e accorgimenti gestionali
  • 37. Teleriscaldamento – digestione anaerobica Durante il processo di depurazione, mediante processi biologici anaerobici controllati, si produce un sottoprodotto di interesse per il contenuto di combustibile rinnovabile: il BIOGAS Data la possibilità di stoccaggio limitata e l’impossibilità di immissione diretta nella rete gas risulta importante prevederne e ottimizzarne il consumo in loco. Il biogas è una miscela di gas composto prevalentemente da metano 65% (CH4) ed anidride carbonica 30% (CO2). Esso può essere impiegato per la produzione di biometano (attraverso il processo di upgrading) o più semplicemente come combustibile ad impatto zero per quel che riguarda le emissioni di gas serra in atmosfera; Il biogas può essere sfruttato sia per la produzione di energia elettrica sia per la produzione di calore. Storicamente nei depuratori avviene la produzione simultanea di energia elettrica (per autoconsumi) e calore (necessario per il processo di digestione) attraverso la cogenerazione, sistema efficiente di produzione combinata e 100% ecosostenibile grazie all’impiego di un combustibile rinnovabile.
  • 38. Teleriscaldamento - L’impianto di Peschiera Borromeo • L’impianto di Peschiera Borromeo (436.100 AE) è dotato di 6 digestori anaerobici (2 in fase di revamping) • Volume tot. digestione anaerobica 21000 m3 • HRT medio 20 gg • T digestione 35 °C • È presente in sito un sistema di cogenerazione, con potenzialità di 1MW elettrico installato, per soddisfare le esigenze di riscaldamento dei digestori e in grado di produrre circa il 30% dell’energia elettrica consumata dall’impianto. • Oltre a questo sistema erano presenti 6 caldaie a fini di integrazione e/o backup di apporto di calore.
  • 39. Teleriscaldamento - recupero del calore di scarto L’energia elettrica prodotta in un anno è dell’ordine dei 5 GWh ed è completamente auto consumata dall’impianto. L’energia Termica prodotta è utilizzata per mantenere i digestori in condizioni mesofile 35°C l’eccesso, soprattutto nelle stagioni calde viene dissipato.
  • 40. Teleriscaldamento - recupero del calore di scarto Una modalità efficiente per il recupero di biogas, o calore in eccedenza, consiste nella possibilità di cederlo ad edifici di carattere commerciale o abitativo attraverso una nuova rete di teleriscaldamento (inverno) o utilizzarlo come fonte di energia per l’erogazione di acqua fredda in una rete di teleraffrescamento (estate). All’interno del progetto tecnico risultato assegnatario del bando PNRR sono state così identificate alcune possibili utenze limitrofe al sito di depurazione in oggetto: • Galleria Borromea Shopping Center; • Utenze residenziali private; • Palazzina uffici depuratore; • Edifici comunali; • Predisposizione allaccio futuro a rete municipale. Tali utenze godrebbero di una fornitura di calore/freddo derivante da fonte ecosostenibile e con tariffe agevolate rispetto alla climatizzazione tradizionale (caldaia a gas, condizionatori). EDIFICI COMUNALI
  • 41. Nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) gruppo CAP si è posizionato al terzo posto nella graduatoria nazionale ottenendo un incentivo di circa 2 M€ a fronte di investimenti stimati pari a 3 M€. L’iniziativa prevede la realizzazione di una rete di teleriscaldamento e teleraffrescamento basata su fonte 100% rinnovabile quale calore da biogas disponibile a valle di una riqualificazione dell’impianto di depurazione e introduce il concetto di TRIGENERAZIONE nell’impianto di depurazione per sfruttare al meglio i cascami termici Teleriscaldamento – la Trigenerazione in depurazione
  • 42. 1. Generatore vapore (endotermico) 3. Condensatore (esotermico) 4. Evaporatore (endotermico) 5. Assorbitore (esotermico) (2) Vapore refrigerante (6) Recupero di calore (7) Alimentazione calore cogenerazione; (8) Dissipazione calore acqua scarico impianto; (9) Acqua Refrigerata Calore scarto cogeneratori Scarico Impianto Circuito acqua refrigerata 8 Scambiatore utenze 12 → 7°C 60m3/h + 350 kWf Scambiatore impianto 20→28°C 90m3/h - 820 kW Cogenerazione 90 → 70°C 25 m3/h + 470kW 9 8 5 4 6 7 1 3 2 Teleriscaldamento – la Trigenerazione in depurazione
  • 43. Galleria Borromea Shopping Center Utenze residenziali private Palazzina uffici depuratore Edifici comunali Teleriscaldamento: circa 1,7 km Teleraffrescamento: circa 0,7 km Teleriscaldamento – la rete esterna
  • 44. IMPIANTI DI COGENERAZIONE CENTRALE TERMICA ESISTENTE NUOVA CENTRALE TERMICA Teleriscaldamento – la rete interna
  • 45. T_Anello SP T_anello CALD 1 CALD 2 Coge. 2 Coge. 1 Livello Biogas 3 vie DIG 1 SP T_skid 1 3 vie DIG 2 SP T_skid 2 3 vie DIG n SP T_skid n f(T_LL, T_LH) T_LL T_LM T_LH Caldaie + motori motori SP dinamico di Regolazione 3 vie Skid Fascia recupero stoccaggio gas Set point T_DIG_«n» [Min; Med; Max] … … T min skid T max skid comanda influenza °C °C T fanghi T H2O Produzione calore Utilizzatori Teleriscaldamento – logica di funzionamento
  • 46. Principali interventi gestionali e impiantistici sulla linea fanghi e gas di Peschiera: Ottimizzazione della linea fanghi (portate, ispessimento, sostituzione pompe estrazione fanghi primari) Manutenzione compressori miscelazione e ottimizzazione dei tempi di funzionamento Manutenzione tubazioni di biogas ammalorate con ricerca perdite e sostituzione valvole sicurezza Ammodernamento logiche di gestione del Biogas (gestione cogeneratori e caldaie) Installazione grigliatura fanghi Interventi e accorgimenti gestionali – linea fanghi
  • 47. Revamping Disidratazione Il nuovo sistema, insieme alle logiche implementate, ha permesso di aumentare il grado di automazione del comparto con effetti benefici a cascata sotto molteplici aspetti. Nel periodo settembre – ottobre 2023 hanno avuto luogo i lavori di rinnovo del sistema di trasporto fanghi del comparto di disidratazione. • Aumento resa di disidratazione delle centrifughe distribuire lavoro su tempi più lunghi • Riduzione dell’accumulo di metalli pesanti nei fanghi Aumento dei tassi di smaltimento fanghi • Riduzione degli odori Effetto benefico sul carico di fanghi ricircolato
  • 48. 16 18 20 22 24 26 28 30 200 300 400 500 600 700 800 05/12/22 15/03/23 23/06/23 01/10/23 09/01/24 18/04/24 27/07/24 % SST_FANGHI DISIDRATATI PPM CU_FANGHI DISIDRATATI SST e Rame - Fango Disidratato Disidratato Rame (Cu) - mg/kgss Disidratato Solidi Totali 105°C - % Revamping disidratazione 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 1/12 20/1 11/3 30/4 19/6 8/8 27/9 16/11 5/1 % SST solidi fango post ispessito Fango Post-Ispessito 1 Solidi Totali 105°C - % Fango Post-Ispessito 2 Solidi Totali 105°C - % Un funzionamento delle centrifughe più distribuito nel tempo ha consentito di raggiungere un incremento consolidato della percentuale di SST del centrifugato passando dal 22% a picchi del 30% A beneficio di: costi di smaltimento; riduzione dell’età del fango e miglioramento della sedimentabilità Avvio nuovo impianto Avvio nuovo impianto Limite 500 ppm In contemporanea sono stati verificati ed adeguati i sistemi di polipreparazione il maggiore grado di automazione ha consentito al personale di ricavare tempo per dedicarsi maggiormente alla verifica delle concentrazioni dosate in macchina e al monitoraggio e regolazione delle centrifughe
  • 49. 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 Rame in Ingresso (mg/l) Concentrazione attribuibile a ricircoli surnatanti "inquinati" Ottimizzazione aerazione Biofor 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 Fango Smaltito (kgSST/giorno) dato puntuale media mobile 30 gg Avvio nuovo impianto Avvio nuovo impianto Il tasso di smaltimento ha raggiunto valori confrontabili con la produzione giornaliera di fango dell’impianto, che si calcola essere variabile tra i 16.000 e i 18.000 kgSST/giorno Dal grafico a lato si nota che, a seguito dell’intervento di revamping, la concentrazione di rame misurato nei campioni raccolti dal campionatore SAP in ingresso impianto si stabilizza sui valori di benchmark si rileva che il rame in ingresso è costantemente inferiore a 0,15 - 0,2 mg/l, valore ritenuto benchmark ragionevole considerata l’estensione dell’agglomerato afferente al depuratore di Peschiera Borromeo Concentrazione attribuibile a carico dell'agglomerato
  • 50. SITUAZIONE INIZIALE - L’aerazione prevedeva una regolazione in funzione della portata totale sollevata - 3 compressori a servizio dell’aerazione - Il 75% del tempo il livello di ammoniaca prossimo a zero OBIETTIVI ▪ Ridurre del 25% la portata di aria erogata, corrispondenti a 6.600 Sm3/h e circa 165 kW all’asse ▪ evitare 175 kW in media assorbiti alla rete considerando le perdite del motore elettrico (94% eff.) CONCLUSIONI • Risparmi attesi per 766.500 kWh/anno; 63.875 kWh/mese • considerando un cautelativo 0,15€/kW, circa 114.975 €/anno di possibili risparmi • sulla base teorica l’investimento si ripaga i meno di 1 anno Ammodernamento logica aerazione Biofor
  • 51. 60 m 12m 602 601 604 603 606 605 608 607 610 609 652 651 654 653 656 655 658 657 660 659 DN C+N P Comp 1 Comp 2 Comp 3 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 Ammodernamento logica aerazione Biofor
  • 52. Ammodernamento logica aerazione Biofor Nuova gestione Aerazione Biofor Revamping quadri Automazione Ammodernamento rete di comunicazione PLC e pannelli operatori nuovi Nuovi sistemi di filtraggio aria aspirata Installazione sonde controllo ossigeno per ogni vasca Implementazione logica Aerazione controllata su SP O2 singola vasca Variazione dinamica del SP di pressione nel collettore su esigenza del processo
  • 53. valore Anno Udm Gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic energia totale acquistata 2019 kWh 1.242.291 1.113.597 1.211.940 1.249.809 1.323.669 1.242.294 1.228.455 1.355.862 1.330.899 1.383.444 1.496.499 1.490.367 energia totale acquistata 2020 kWh 1.401.750 1.222.104 1.345.641 1.283.610 1.237.461 1.318.530 1.305.024 1.424.652 1.342.245 1.251.912 921.132 1.000.593 energia totale acquistata 2021 kWh 1.187.967 1.357.653 1.169.889 1.034.667 1.400.442 1.489.017 1.481.274 1.610.294 1.574.126 1.503.936 1.501.554 1.333.020 energia totale acquistata 2022 kWh 1.297.998 1.166.529 1.253.487 1.034.298 1.189.512 1.308.312 1.333.578 1.304.037 1.291.941 1.163.634 1.126.749 1.105.428 energia totale acquistata 2023 kWh 1.134.660 990.078 1.065.267 1.092.000 1.145.724 1.180.977 1.150.566 1.171.638 1.232.112 994.800 838.968 833.223 energia totale acquistata 2024 kWh 892.686 869.790 1.051.908 1.015.614 Avvio nuova logica Biofor Conversione terziario avvio impianti fotovoltaici Ammodernamento logica aerazione Biofor - benefici - 1.000.000 2.000.000 3.000.000 4.000.000 5.000.000 6.000.000 7.000.000 8.000.000 9.000.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 M3 acqua depurata Acqua depurata m3 acqua trattata 2022 acqua trattata 2023 acqua trattata 2024 kWh/m3
  • 54. L’impianto di Peschiera Borromeo – consumi e bilanci variazione assoluta 2023 su 2019 valore assoluto variazione Effetto energia totale acquistata kWh - 2.839.113 -18% risparmio diretto 500.000€/anno biogas Sm3 +1.234.342 69% risparmio indiretto con recupero energetico acqua trattata m3 +10.194.411 24% Contenimento dei bypass consumo specifico kWh/m3 -0,13 -34% contenimento OPEX 1.000.000 1.500.000 2.000.000 2.500.000 3.000.000 3.500.000 10.000.000 11.000.000 12.000.000 13.000.000 14.000.000 15.000.000 16.000.000 17.000.000 2019 2020 2021 2022 2023 Sm3 Biogas prodotto kWh energia el. acquistata Titolo asse Trend Energia acquistata - Biogas Energia totale acquistata Biogas prodotto
  • 55. Sviluppi futuri – Orege – Obiettivi e risultati attesi Impatti attesi e monitorati nel periodo di prova: 1. SST carico digestione da 3.5% a 7 % 2. Miglioramento resa degradazione digestione anaerobica → minori costi smaltimento. 3. Minore carico in ossidazione per contenimento ricircoli → minor consumo aerazione. 4. Aumento HRT digestori → risparmio energia termica e aumento cinetiche digestione → recupero calore per teleriscaldamento stimato in 3.521.520 kWh t/anno pari a 100.000€/anno per cessione a rete 5. Produzione gas + 2000m3/gg stimati → evitati costi di fornitura elettrica per 1.768.869kWh el/anno corrispondenti a 350.000€/anno
  • 56. Innovazioni tecnologiche per un cambio di passo nella neutralità energetica
  • 57. NEUTRALITA’ ENERGETICA PER LA RIDUZIONE DEI GAS SERRA L’Europa si è impegnata nell’obiettivo di raggiungere la Neutralità Climatica entro il 2050 con il Regolamento (UE) 2018/842. In conformità con tale scelta, la nuova Direttiva impone di ridurre significativamente il consumo energetico e massimizzare la produzione da energia rinnovabile negli impianti di trattamento delle acque reflue. Per gli agglomerati superiori a 10.000 AE è prevista pertanto la Neutralità Energetica, ovvero l’energia prodotta da energia rinnovabile deve completamente compensare i consumi energetici del comparto fognario-depurativo, comprensivo quindi anche dei consumi dei pompaggi lungo la rete fognaria. L’obiettivo è da raggiungersi a livello nazionale e non per ciascun impianto di trattamento. L’energia autoprodotta inoltre può essere prodotta sia dai Gestori che dai proprietari degli impianti con applicazioni sia nel sito medesimo che fuori dal sito, attraverso energia idroelettrica, eolica, termica, solare e produzione da biogas. Queste ultime due sono viste in particolare come le scelte più credibili e più affini sia per la disponibilità di aree per il fotovoltaico sia per la produzione di biogas da digestione anaerobica dei fanghi di depurazione. La Neutralità è da raggiungersi in maniera progressiva con step intermedi ed entro il 2045.
  • 58. Thanks to PowerStep TRATTAMENTI VIA NITRITO FANGO GRANULARE ISPESSIMENTO INNOVATIVO OTTIMIZZARE NON BASTA, OCCORRONO VERE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE
  • 59. 61 © Orège - Strictly confidential –September 2022 SLG-F® TECHNOLOGY Now your sludge are valuable CAP EVOLUTION ”L’efficentamento energetico nell’impianto di depurazione e le sinergie con il territorio” Webinar 8 Luglio 2024
  • 60. Orège Orege in breve • Società francese attiva dal 2006 e supportata da Eren Industries, fondata da Paris Mouratoglou, già fondatore e manager di EDF EN • Un portfolio di tecnologie proprietarie ed innovative soluzioni brevettate dedicate al trattamento e recupero dei fanghi • 9 famiglie di brevetti a tutela di processi, soluzioni ed applicazioni sviluppate da Orège • 3 filiali operative negli Stati Uniti, nel Regno Unito ed in Italia • Riconoscimenti: • 'Breakthrough Water Technology Company of the Year‘ ai 'Global Water Awards', 2016 • 'Most Innovative technology‘ alla Birmingham 'Utility week’(Regno Unito), 2017 Shareholding Shareholding Fase R&D 2006 2011 Fondazione dell’industria 2016 2024 2012 2015 Produzione & Marketing Partnership strategici with Alfa Laval (2020) www.orege.com 6% 10% 80% 4% Eren Industries Institutional Shareholders Fondatori e management Azionisti al dettaglio Più di 30 referenze Presente in 4 paesi 40 dipendenti
  • 61. 63 © Orège - Strictly confidential –September 2022 Nord America Europa Asia Asia Paesi strategici Paesi prioritari Canada USA Francia Germania Italia Grecia Benelux Giappone Gran Bretagna Paesi oggetto di azioni commerciali/di marketing imminenti Spagna Israele Svizzera Strategia commerciale e paesi d’interesse
  • 62. Tecnologia SLG-F: fasi principali del processo - Condizionamento 1. Iniettore L'iniezione di aria compressa nel fango causa la rottura delle colonie di aggregati e libera l'acqua legata fisicamente 2. Reattore Fasi di compressione/decompressione portano a creare un’ emulsione di "fango aerato» l’emulsione SLG® 3. PRV 5. Degasatore L’iniezione di polielettrolita in cavitazione agevola la miscelazione fango/polielettrolita e la separazione liquido/solido Il rilascio dell'aria in eccesso riduce la turbolenza e consente lo stripaggio di gran parte dei gas solubili contenuti nel fango (H2S, ecc.) 4.Polielettrolita • Condizionamento con aria compressa →- emulsione SLG (Solid Liquid Gas) -naturale flottazione fango • Aggiunta polielettrolita →- flocculazione e stabilizzazione del fango • Rilascio dell’eccesso di aria tramite una fase di degasaggio Agevolazione del processo di separazione fango/acqua.
  • 63. Tecnologia SLG-F: fasi principali del processo – Ispessimento con Flosep FLOSEP® di OREGE SLG-F: reattore SLG + Flosep (soluzione containerizzata) L'SLG può essere combinato con l’unità Flosep per creare una soluzione integrata di condizionamento ed ispessimento avanzato → l'SLG-F (F=Flosep) ovvero un tamburo rotante sviluppato da Orege. Esso consente un’efficiente separazione fango/acqua ed un rapido ispessimento, producendo il fango condizionato ed ispessito SLG-F . Essendo il fango condizionato con SLG la separazione è facilitata e presenta i seguenti benefici: - Facilità nel raggiungere 7-8% TS mantenendo elevata pompabilità - Ingombro ridotto (circa la metà rispetto ad altri sistemi convenzionali) - Elevata qualità del filtrato (< 300÷500 mg/l) - Minore consumo di polielettrolita rispetto sistemi convenzionali (20-40%)
  • 64. Tecnologia SLG-F: tipologie di configurazioni mobili e fisse SKID SLG® – F20 UNITA’ MOBILE SLG® – F20 UNITA’ CONTAINER SLG® – F20 INSTALLAZIONE IN LOCALE ISPESSIMENTO SLG® – F60
  • 65. Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: contesto ed obiettivi OREGE ha eseguito presso l’impianto di depurazione di Peschiera Borromeo di CAP una sperimentazione pilota volta a dimostrare i potenziali benefici della tecnologia SLG-F su fanghi biologici e primari. L'impianto utilizza attualmente per l’ispessimento di fanghi biologici due addensatori dinamici a tamburo rotante con le seguenti performance: • 5 % S S • 95,1% capture rate • attuale consumo di polielettrolita: 9,5 kgCom/TSS ❖ 566 000 AE ❖ 15% acque industriali, 85% acque municipali ❖ Due linee trattamento acque ❖ Due ispessitori statici ( fango in uscita 2,7 % DS) ❖ Due ispessitori dinamici (fango in uscita 4,5-5 % DS) ❖ Produzione di fanghi primari e biologici ❖ Digestione anaerobica ❖ Disidratazione ❖ Smaltimento per incenerimento o utilizzo in agricoltura Obiettivi sperimentazione pilota: Fase 1 : ispessimento fanghi biologici Fase 2 : ispessimento fanghi primari • Minima percentuale SS pari al 6% • capture rate > 95 % • Minimo consumo di polielettrolita • Minima percentuale SS pari al 6% • concentrazione solidi sospesi nel filtrato (TSS ) <500 mg/l • Minimo consumo di polielettrolita • Miglioramento pompabilità del fango in testa al digestore
  • 66. Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: fase 1- Fanghi biologici Data Q fango IN (𝒎𝟑/h) Conc. fango IN (g/L) S.S (%) TSS filtrato (g/L) Capture rate (%) Dosaggio polielettrolita (𝒌𝒈𝒄𝒐𝒎/Tds) Baseline 16/02-7/03 9 1,4 5,1 1,3 93 9,4 SLG-F 03/03-10/03 20 1,6 7,2 0,4 98 7,6 Risultati + 122 % + 41 % - 69 % + 6 % - 19% PARAMETRI OPERATIVI SLG-F ▪ SLG-F: • Portata in ingresso (Qin) = 20 m3/h • Rapporto aria/fango = 1 • Pressione reattore = 0,6 bar • Velocità di rotazione tamburo rotante: 60 % • N. piastre pressanti utilizzate: 10 (4kg per piastra) (pressione 0,23 Kg/cm2) ▪ Polielettrolita: • Tillflock CE 1867 o SNF 640 TBD • Concentrazione: 1,5 gCom/L • Portata: 27 l/min Fase 1: risultati della sperimentazione pilota rispetto alla baseline di ispessimento fanghi biologici • Incremento portata in ingresso= 122% • Diminuzione dosaggio polielettrolita= 19% • Incremento %S.S del fango ispessito = 41% • Diminuzione concentrazione TSS filtrato = 69% • Verificata regolare pompabilità anche con fango all’8 % S.S.
  • 67. Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: fase 1- Fanghi biologici Fango ispessito e filtrato da SLG-F Filtrato da fango ispessito con ispessitore dinamico a tamburo rotante attualmente installato
  • 68. Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: fase 2 – Fanghi primari PARAMETRI OPERATIVI SLG-F ▪ SLG-F: • Portata in ingresso (Qin) = 19 m3/h • Rapporto aria/fango = 1 • Pressione reattore = 0,6 bar • Velocità di rotazione tamburo rotante: 60 % • N. piastre pressanti utilizzate: 4 (4kg per piastra) (pressione 0,23 Kg/cm2) ▪ Polielettrolita • Tillflock CE 1480 • Concentrazione : 2,2 gCom/L • Portata: 43 l/min Data Q fango IN (𝒎𝟑/h) Conc. fango IN (g/L) S.S (%) TSS filtrato (g/L) Capture rate (%) Dosaggio polielettrolita (𝒌𝒈𝒄𝒐𝒎/Tds) 04/04 – 18/04 19 25 6.8% 1.42 97% 12.00 Fase 2: risultati sperimentazione pilota • Incremento % S.S del fango ispessito = 172% (con SLG-F in serie all’ispessitore statico) • Riduzione volume a parità di kgSS fanghi primari in alimentazione al digestore = 63%
  • 69. Sperimentazione pilota Peschiera Borromeo: risultati finali Benefici SLG-F applicata ai FANGHI BIOLOGICI • Diminuzione pari al 66% della concentrazione di TSS nel filtrato → riduzione del carico solido ricircolato in testa all’impianto • Incremento pari al 40% della percentuale di sostanza secca nel fango ispessito → conseguente aumento dell’HRT del digestore del 10% ( configurazione relativa all’ispessimento dei soli fanghi biologici, che costituiscono il 20% del’alimentazione al digestore) • Raggiungimento di una percentuale di sostanza secca del fango ispessito pari all’ 8% ottenendo al contempo un fango esente da problemi di pompabiltà • Diminuzione pari al 19% del dosaggio di polielettrolita, da 9,4 KgCOM/TDS della baseline a 7,6 KgCOM/TDS . Benefici SLG-F applicata ai FANGHI PRIMARI • Incremento pari al 172% della percentuale di sostanza secca nel fango ispessito (2,5% SS -> 6,8% SS) → riduzione del 63 % del volume di fanghi primari alimentati al digestore e conseguente aumento dell’ HRT: • Da 18 a 32 giorni nei digestori 1 & 3 (Biologici+ Primari) • Da 18 a 40 giorni nei digestori 4 & 5 (Primari, no Biologici) • L’aumento di HRT si puo’ sfruttare per incrementare l’OLR (ORGANIC LOADING RATE ovvero il carico specific inviato al digestore) o per ridurre il numero di digestori operative (ad esempio in caso di revamping di vecchi digestori) Vantaggi negerali soluzione SLG-F • Le soluzioni SLG-F risultano di facile manutenzione e gestione, come verificato dagli Operatori CAP • Consentono inoltre di ottenere risultati stabili e ripetibili essendo meno soggetti alle variabilità di carico in ingress alla Linea Fanghi
  • 70. Prima applicazione full scale SLG-F in Italia: Depuratore MONZA (600.000 AE) Sedimentazione Primaria Trattamento biologico SLG – F 60 SLG – F 60 Isp. Dinamico riserva Filtrazione disinfezione Fiume Disidratazione Essiccamento @90% Digestione anaerobica Riutilizzo in cementeria Ispessimento a gravità WORK IN PROGRESS ENTRO FINE LUGLIO 2024 – AVVIAMENTO 2 x 60 m3/h S.S > 6 % TSS filtrato < 0,5 g/L Dosaggio polielettrolita < 8 kgCom/TsS Energy consumption 0,23 KWh/m3 Contributed by Luca Pedrazzi
  • 71. Prima applicazione full scale SLG-F su fanghi primari: CAP Peschiera Borromeo WORK IN PROGRESS 2 x SLG - F 20 IN CONTAINER TRATTAMENTO FANGHI PRIMARI IN CARICAMENTO A DIGESTORI ANAEROBICI
  • 73. Grazie Ing. Giovanni Vargiu – 345 9484152; [email protected] Ing. Marco Muzzatti – 346 1752756; [email protected] Ing. Alessio Cupaioli – 344 3481381; [email protected] Ing. Daniele Renzi – 349.7656173; [email protected] Marta D'izzia – marta.d'[email protected]