la filiera completa per biogas e trattamento del digestato · reattori con rapporto...
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La filiera completa per biogas e
trattamento del digestato
BIOMETTM
26 settembre 2012
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VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 2
2
Veolia Environnement:
il leader nei servizi ambientali
Leader mondiale€ 12.6 mld
Leader europeo€ 7.8mld
- Dalkia
*dati 2011
Leader europeo€ 7.3 mld
Riferimento mondiale€ 9.7 mld
Riferimento globale per i servizi del
settore acqua
Fornitore leader in Europa
di servizi per l’energia
Riferimento globale per la gestione
del rifiuto ed il recupero di materia
Modello nella gestione sicura e
sostenibile delle soluzioni per la
mobilità
L’unica azienda al mondo
in grado di offrire una
gamma completa
di servizi per l’ambiente
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La Divisione Acqua
*key figures 2011
96.651 dipendenti nel mondo
103 milioni di persone servite con acqua potabile
73 milioni di persone servite per la gestione delle
acque reflue
2.3 € miliardi di fatturato nel 2011
132 filiali nel mondo
10.767 dipendenti, 60% ricercatori, ingegneri,
gestori progetto
Oltre 250 tecnologie di proprietà
Riferimento globale
per i servizi del
settore acqua
La divisione tecnologica
del settore acqua
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Fatturato 2009: € 25.000 k
90 dipendenti, 50% laureati
Ingegneria impiantistica,
contratti chiavi in mano, unità
standard, service, prodotti
chimici, out-sourcing.
30 anni di esperienza nelle
tecnologie per l’alimentare
Know how nel trattamento di
acque di processo e reflue,
riutilizzo, recupero, ZLD, waste-
to-energy
I numeri di VWS Italia - Pordenone
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Service
Solutions
Solutions, D&B Industriale e Service
Consulenza
Analisi chimiche
Assistenza tecnica
Parti di consumo e prodotti chimici
Manutenzione
AQUAMOVE™ - noleggio unità mobili
HYDREX™ - prodotti chimici
Design & Build
BIOMET™ - UASB – EGSB – AnMBR impianti
anaerobici (biogas)
Impianti di depurazione food&beverage
Tecnologie di deodorizzazione
Impianti di trattamento acque reflue industriali
EVALED™ - tecnologie di evaporazione
IDRAFLOT™ - tecnologie di flottazione
IDRASCREEN™ - tecnologie di sgrigliatura
VWS Italia:
- progetta e produce soluzioni tecnologiche standard (Solutions)
- progetta e realizza impianti chiavi in mano (D&B Industriale)
- off re un servizio post-vendita completo (Service)
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Leader mondiale
Oltre 30 anni di esperienza
a livello mondiale
Più di 500 referenze
Tutto si trasforma
VWS Italia: centro di competenza nel
trattamento anaerobico
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La scelta di VWS Italia
Stesso COD in ingresso
Il trattamento anaerobico funziona meglio!
Nessuna aerazione
Minor quantità di fanghi
Produzione di biogas
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Produzione energia elettrica
Caricamento e pretrattamento
Idrolisi
Digestione anaerobica
Gasometro a membrana
Purificazione biogas
Le fasi dell’impianto BIOMETTM
IDROGENO e
ANIDRIDE CARBONICA
ACIDO ACETICO
FASE METANOGENICA
METANO
e ANIDRIDE CARBONICA
SUBSTARTO SOLUBILE E
VOLATILE
Acidi grassi volatili, alcoli, ecc
SUBSTRATO FRESCO
Composti organici complessi
(carboidrati, proteine, grassi)
SUBSTRATO IDROLIZZATO
Composti organici complessi
(zuccheri, amino-acidi, acidi
grassi, glicerine)
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Plus ingegneristici e di processo
che fanno la differenza
Idrolisi quale fase separata dalla digestione
anaerobica: maggiore stabilità e migliori
performance
DigestioneIdrolisi
Digestato
Biomasse
migliori
performance
Biogas
Reattori con rapporto
altezza/diametro
maggiorato:
miglior grado di miscelazione,
minima dispersione
di energia termica e
riduzione della formazione
di depositi e schiume
Sistemi di miscelazione
esterni: migliore
triturazione delle
biomasse e maggiore
facilità di manutenzione
Scambiatori di calore
esterni: tubi di largo
diametro per agevoli
operazioni di pulizia
Mesofilia e termofilia:
gestione del processo
ottimizzata
maggiore stabilità
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Gas GasGas Gas
Contact process
Gas Gas GasGas
GasCSTR/Lagoon Upflow filter
Downflow filter
UASB HybridFluidised bed Biobed / EGSB / EGSB
IC
Processi anaerobici, le nostre tecnologie
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Tecnologie anaerobiche: fanghi granulari
UASB e EGSB
Gas
UASB
Gas
Biobed / EGSB / EGSB
Impianti trattamento acque reflue
Reflui con elevati tenori di COD
Birrifici, succhi, distillerie
Sottoprodotti liquidi del settore alimentare
Carichi specifici: 10-20 kgCOD/m3 d
Rese ~ 80%
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Tecnologie anaerobiche: BIOMETTM
Gas
Contact process
Rendere lo scarto una risorsa:
Fanghi
Insilati
Rifiuti
Sottoprodotti alimentari
Carichi specifici: 3-4 kgCOD/m3 d
Rese ~ 70%
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Tecnologie anaerobiche: AnMBR
Digester Feed 60,000 mg/L on leftMBR permeate 200 mg/L on right99.5% efficiency
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Tecnologia per la produzione di biogas da biomasse agricole, sottoprodotti agro-industriali e rifiuti organici
BIOMETTM
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Demolizione idrolitica delle proteine, carboidrati e
lipidi per la produzione finale di zuccheri, aminoacidi
ed acidi a basso peso molecolare che formano il
substrato (COD) per i batteri metanogenici
Brevi tempi di carico della razione giornaliera di
biomassa – effetto buffer
Idrolisi come fase “separata”
Portata costante di prodotto omogeneizzato nelle 24 ore
al reattore biologico anaerobico
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Soluzioni ingegneristiche VWS Italia
Scambiatore di calore esterno
Reattori con rapporto altezza/diametro
Sistemi di miscelazione esterni
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Sistemi di miscelazione all’esterno dei reattori:
Pompe esterne di triturazione/miscelazione per una
disgregazione ottimale della biomassa e la facilitazione
delle operazioni di manutenzione
Sistemi di miscelazione
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Lo scambiatore di calore in perfetto contro-corrente in acciaio
inox è posizionato esternamente � alta performance
Tubazioni facilmente accessibili grazie all’ampio
diametro
Scambiatore di calore esterno
Semplicità nelle operazioni di pulizia
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Reattori dalla forma migliorata per una miscelazione ideale
Reattori con rapporto altezza/diametro (~ 0.7) maggiorato
per un miglior grado di miscelazione, minima perdita di
energia termica (termofilia) e riduzione della formazione
di schiuma e depositi
La configurazione del reattore Veolia Italia
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L’approccio industriale
Vendita dell’energia
elettrica
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Efficienza massimizzata: 365 giorni di attività, 24/24h
Maggiore stabilità: ottimale controllo del processo grazie alla configurazione bi-stadio
Flessibilità: funzionamento in diverse condizioni operative ed alimentazione con qualsiasi tipo di biomassa
Affidabilità: un sistema di automazione costituito da PLC controlla tutte le logiche di funzionamento e di regolazione dell’impianto e registra lo storico dei parametri di interesse. Un PC agisce da interfaccia e indica graficamente i parametri di funzionamento dell’impianto
Semplicità di gestione: scambiatori di calore e sistemi di miscelazione esterni rendono la manutenzione dell’impianto estremamente agevole e veloce
L’approccio industriale
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Industrie agro-alimentari
Aziende agricole
Allevamenti animali
Industrie alimentari
Industrie chimico-farmaceutiche
(+ PTA e bioetanolo)
Industrie della carta
Industrie trattamento reflui
Rifiuti organici (FORSU)
Qualsiasi tipo di substratoScarti da macellazione, produzione
agricola, produzione lattiero casearia;
insilato di mais, liquami zootenici
Le nostre applicazioni BIOMET
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Know-how ed esperienza
CRED - Centre de Recherche et Développment
Anjou Recherche
Politecnico di Milano
Università di Milano
Università di Verona
Università di Udine
IFAS Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft,
Hamburg University
Sinergie
Servizio post vendita:
la garanzia della soluzione nel tempo
Assistenza
Manutenzione
Parti di ricambio
Chimici “green oriented”
Controllo biologico
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Referenze
Luogo: Pomposa, Italia 2010
Settore: Industria conserviera
500 referenze in tutto il mondo
Potenza: 1000 kW el.
Alimentato, codigestione:
- 12700 t/anno frutta e sottoprodotti vegetali (18% ST, 90% SV/SV)
- 13700 t/anno insilato di mais (35% ST, 95% SV/SV)
- 10300 t/anno fanghi da impianto trattamento acque reflue (14.6% ST, 56% SV/SV)
Processo: idrolisi, digestione, digestato liquido da WWTP; essiccazione digestato solido
Mix: 10% ST nel reattore di idrolisi
Idrolisi: 1 x 1500 m3 - Termofilia 55°C
Digestione: 2 x 3400 m3 - Termofilia 55°C
Totale HRT: 36 giorni
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Referenze
Luogo: Parma, Italia 2008
Settore: grande azienda agricola
Potenza: 1000 kW el. (8000 MWh/anno)
Processo: 3 stadi - idrolisi, digestione primaria e secondaria
Mix: 10% ST nel reattore di idrolisi
Idrolisi: 1 x 1500 m3 - termofilia 55°C
Digestione primaria: 2 x 2500 m3 - termofilia 55°C
Digestione secondaria: 1 x 1400 m3
Total HRT: 38 giorni
Alimentato: 20.000 t/anno di insilato di mais (35% ST, 90% SV/SV)
500 referenze in tutto il mondo
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Referenze
Luogo: Viadana, Italia 2010
Settore: industria alimentare (latte di soia)
Tecnologia: UASB fanghi granulari
Potenza: 300 kW el. + recupero energia termica
Alimentato: acque reflue da produzione latte di soia (COD 12000 g/m3; portata12 m3/h)
Processo: idrolisi, digestione, impianto trattamento acque reflue; scarico in acque di superficie
500 referenze in tutto il mondo
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Depackaging di diverse tipologie di rifiuti: latticini, carne, bevande, pasta,
prodotti da forno, etc.
Pretrattamenti
Ecrusor I: recupero della frazione organica per produrre biogas
Separazione e triturazione della frazione organica del rifiuto solido
Riduzione dei costi di smaltimento ed aumento delle performance
dell’impianto BIOMETTM
Alimenti scaduti imballati
Depackaging
10 minuti dopo
20 minuti dopo
Imballaggi rifiuto
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Trattamento e riduzione del digestato con valorizzazione dell’energia termica disponibile da cogenerazione
26 settembre 2012
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Design & Build
BiometTM
Impianti Design & Build
per trattamento acque
Impianti anaerobici per
produzione biogas da
biomasse
Soluzioni tecnologiche
standard per il
trattamento di acque
reflue e di processo
Solutions
Service:
consulenza,
manutenzione,
analisi, prodotti chimici,
noleggio unità mobili
IdrascreenTM
IdraflotTM
EvaledTM
Service
AquamoveTM
Organizzazione e offerta tecnologica
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Riduzione volume digestato 10-30 volte
BIOMETTM: mappa dell’impianto
Opportunità di
cogenerazione
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Cogenerazione
Combustibile
100%
Energia termica
effettiva
En.
meccanica
44%
En.
Termica
56%
Energia elettrica
44%
42%
BILANCIO ENERGETICO
PERDITA GENERATORE 2%
MOTORE ALTERNATORE
combustibile
aria
ele
ttri
cità
Acqua calda
Ra
ffre
dd
am
mo
tore
e g
as
esa
ust
ig
as
esa
ust
i
PERDITA DI ENERGIA: 12%
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Valorizzazione energia termica
Possibili utilizzi:
Riscaldamento processo di digestione (fissa e parziale)
Teleriscaldamento di edifici o processi agro-industriali(a complemento)
Trattamenti termici del digestato (a complemento)
Industria
Biogas da rifiuti
Az. Agricole vulnerabili
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La soluzione di Veolia Italia
Utilizzo dell’energia termica per il trattamento del digestato
con tecnologie di evaporazione/cristallizzazione
EVALEDTM
AircoolerAircooler
Scambiatore di caloreBiogas
Energia
elettrica
Motore
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La soluzione di Veolia Italia
Separazione
solido liquido
Digestato
liquido
distillato
Digestato
solido
Digestato
Acqua a scarico
/ riutilizzo
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La soluzione di Veolia Italia
Step principali del processo completo:
Correzione pH e degasaggio: riduzione alcalinità e salificazione ammoniaca presente
1° stadio di concentrazione con unità EVALEDTM
sottovuoto a circolazione forzata e scambiatore esterno
2° stadio di concentrazione con unità raschiata EVALEDTM RW sotto vuoto
Post-trattamento dei condensati prodotti con unità di osmosi inversa doppio stadio (concentrato inviato in testa agli evaporatori EVALEDTM )
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36
La soluzione di Veolia Italia
Risultati:
Valorizzazione e concentrazione digestato liquidofino a consistenza palabile
Possibilità di compostaggio sul concentrato
Riduzione dei costi di trasportoper la valorizzazione agronomica
Evaporato di qualità scaricabile o riutilizzabilecome acqua di processo/industriale
Possibilità di usufruire di certificati bianchi e in futuro di bonus attualmente previsti per recupero/valorizzazione energia termica
Flessibilità: possibilità di realizzazione parzialedello schema di trattamento
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Evaporazione
EVALEDTM
Circolazione forzata per raggiungere rese elevate
e trattare reflui ad elevato potenziale di sporcamento
con manutenzioni contenute
Unità standardizzate, pre-ingegnerizzate, plug&play, testate con numerose referenzein applicazioni simili
Consumi energeticiminimizzati
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Superconcentrazione
EVALEDTM
Unità standardizzate, pre-ingegnerizzate, plug&play, testate con numerose referenzein applicazioni simili
Consumi energeticiminimizzati
Altissimi recuperi
Concentrato palabile
Manutenzioni ridotte
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Un esempio
Recupero e sfruttamento quasi totale
dell’energia termica
Impianto da 999 kW elettrici da scarti agroindustriali e F.O.R.S.U.
Energia termica disponibile: circa 1000 KW termici
Energia termica richiesta da processo BIOMETTM in termofilia : circa 20-25% grazie a ottimizzazioni costruttive del processo stesso
Quantità di digestato liquido: circa 30-35 ton/giorno
Energia termica richiesta per soluzione EVALEDTM EW+RW: circa 700-750 kW
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Un esempio
Parametro UM Digestato ingresso (dopo separazione solido-liquido)
Condensato in uscita
pH 7-8 6-9
TS % 2-4
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Digestato dopo separazione solido liquido
Portata: 35 m3/giorno
TS: 2%
Conc RO a evaporazione
5-7 m3/giorno
Dist 90-92%
37-38 m3/giorno
Dist 70-75%
2.5-3 m3/giorno
Concentrato
3-4 m3/giorno
TS 18-20%
Concentrato
1-1.5 m3/giorno
TS60-65%
Permeato allo
scarico
33.5-34 m3/giorno
alla valorizzazione
agronomica
o compostaggio o
smaltimento
Resa globale > 96%
EVALEDTM EW 60000
ROdoppio stadio, doppio passaggio
EVALEDTM RW 6000
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Bilancio di materia
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Conclusioni
Completamento filiera BIOMETTM con:
Valorizzazione anche economica (certificati bianchi/bonus): energia termica disponibile altrimenti inutilizzata
Miglioramento gestione digestato liquido: spandimento o smaltimento
Gestione del digestato anche in contesti in cui non è possibilelo spandimento: rifiuti, industrie ecc. con ottimizzazione deicosti di gestione
Possibilità di riutilizzo con produzione di acqua industrialedi ottima qualità
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Alcune foto
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Alcune foto
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Alcune foto
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Alcune foto
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VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 47
Grazie
Ottavio Micheletti
www.veoliawaterst.it