Biogas SMarino

Digestione anaerobica da fanghi di depurazione

Ing. Mirko Amalfitano

Bologna, Museo del Patrimonio Industriale, Fornace Galotti

ENERGIA DA COGENERAZIONE E DA FONTI RINNOVABILI

Soluzioni finalizzate all’efficienza energetica

19 Maggio 2007

IL GRUPPO AIMAG

Aimag Spa gestisce servizi energetici, ambientali e tecnologici per circa 200.000 abitanti in 22 comuni delle province di Modena, Mantova e Verona:

• Acqua;• Gas;• Depurazione; • Illuminazione pubblica • Igiene ambientale

Dal 2004 distribuzione Gas ad Anzola EmiliaDal 2006 servizio idrico Colognola ai Colli

19 Maggio 2007


SITUAZIONE ESISTENTE (2006)

Nel comune di Carpi, Aimag gestisce un depuratore da circa 100.000 abitanti equivalenti, che al suo interno ha un digestore anaerobico per il trattamento dei fanghi di depurazione.

19 Maggio 2007



La digestione anaerobica è un processo biologico complesso, per mezzo del quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica presente nei fanghi viene trasformata in biogas costituito principalmente da metano e anidride carbonica.

19 Maggio 2007



La digestione anaerobica comporta:

• La mineralizzazione dei fanghi che risulteranno essere maggiormente stabili; questa caratteristica è fondamentale nelle successive fasi di disidratazione meccanica e, soprattutto, in quelle di smaltimento degli stessi;

• La distruzione degli eventuali microrganismi patogeni presenti nei fanghi;

19 Maggio 2007



La digestione anaerobica comporta:

• La gassificazione della sostanza organica con produzione di biogas contenente metano ed anidride carbonica oltre ad una gran quantità di altre molecole;

• La gassificazione determina, anche una notevole riduzione del quantitativo dei fanghi che si aggira attorno al 20% del totale caricato, nonché una migliore disidratabilità dei fanghi di risulta.

19 Maggio 2007



• La digestione anaerobica dei fanghi di depurazione viene realizzata in un digestore da 3.600 m³ in singolo stadio;

• Il comparto tratta quotidianamente oltre 200 m³ di fanghi per un totale annuo di oltre 7 tonnellate di sostanza secca.

19 Maggio 2007


SITUAZIONE ESISTENTE (2006)I fanghi alimentati al comparto sono riscaldati ad una

temperatura di 32÷35°C ed hanno un tempo di permanenza idraulica nel digestore di oltre 18 gg.;

Durante questo periodo, alla temperatura suddetta ed in assoluta assenza di ossigeno libero, i batteri presenti nei fanghi, operano una demolizione biologica della sostanza organica complessa disgregando le molecole contenenti l’ossigeno che serve loro per le funzioni vitali.

19 Maggio 2007



CT

19 Maggio 2007


SITUAZIONE ESISTENTE (2006)Prod Biogas: 60m3/h x 24h/g x 365gg = 525.600 m3 % metano: 58,9%Potere calorifico: 4860 Kcal/m3

Energia disponibile: circa 2,9 GWh/anno

Attualmente questa energia viene utilizzata solo per autoalimentare il processo. Il biogas in eccesso viene bruciato in torcia (secondo normativa).

19 Maggio 2007


ANALISI GAS METANO

19 Maggio 2007


IL PROGETTOL’idea iniziale è stata quella di sfruttare il biogas

attraverso un cogeneratore che produca energia elettrica (da destinare all’impianto di depurazione) e con il calore recuperato si vada ad alimentare il processo di digestione anaerobica (e la vicina palazzina uffici)

Perciò sono stati realizzati uno studio di fattibilità ed un progetto preliminare che hanno dimostrato l’estrema convenienza dell’iniziativa.

19 Maggio 2007


IL PROGETTO

19 Maggio 2007


IL PROGETTO

19 Maggio 2007


Digestore Anaerobico

Palazzina Uffici

Zona d’intervento

Rete TLR

IL PROGETTOPartendo dalla produzione di biogas, 60m3/h, sono

state effettuate delle simulazioni sulla taglia del cogeneratore per massimizzare il margine operativo lordo.

Disponibilità di un gasometro, ovvero un serbatoio di accumulo da 550m3

La soluzione: cogeneratore da 192 KW (all’80%) funzionante 16 h/giorno. Per le ore restanti il biogas viene accumulato nel gasometro.

19 Maggio 2007


IL PROGETTO

19 Maggio 2007


LO STUDIO DI FATTIBILITA’Costi annuali• 40.000 € ammortamento impianto (10 anni) ;• 10.000 € personale, • 30.000 € manutenzione e gestione impianto;• 30.000 € gas metano (ore di fermo impianto)

Ricavi• 110.000 € Da costi evitati di EE;• 110.000 € Da certificati verdi;• 10.000 € Da certificati bianchi

19 Maggio 2007


LO STUDIO DI FATTIBILITA’Margine annuale• 230.000 € – 70.000 € = 160.000 €

Investimento: 400.000 €

Pay Back Period: • 400.000 € /160.000 € = 2,5 anni

19 Maggio 2007


I BENEFICI AMBIENTALICome detto il valore energetico annuale del biogas

prodotto è di 2,9 GWh. Grazie a questo progetto si avrà un recupero di

energia pari a:

•950.000 KWhe , ovvero il 32% del totale•1.600.000 KWht , ovvero il 55% del totale

Il progetto consente quindi di recuperare l’87% del valore energetico.

19 Maggio 2007


I BENEFICI AMBIENTALI

Questo comporta:• Un risparmio di energia primaria pari a 218 TEP/anno;• 265.000 m3 circa di gas metano evitati• Emissioni evitate di CO2 pari a 860 Tonn/anno;• Superficie equivalente di bosco 224 Ettari circa*

*metodo ARPA

19 Maggio 2007


LO START UP DEL PROGETTO

19 Maggio 2007


LA FASE AUTORIZZATIVALe principali autorizzazioni richieste per questi impianti

sono:• Regolamento di esercizio in parallelo (distr. Locale)• Pratica UTF (semplice comunicazione)• Autorizzazione Unica ai sensi 387/03

•Comune•ARPA;•AUSL;•Vigili del Fuoco;•Albo nazionale gestori ambientali;•Provincia (gestione integrata sistemi ambientali)•Provincia (pianificazione ambientale)•Provincia (risorse del territorio ed impatto ambientale)

19 Maggio 2007


LA FASE AUTORIZZATIVA

19 Maggio 2007


L’AUTORIZZAZIONE UNICA

Qualche riflessione:• Per un impianto di cogenerazione a gas fino a 3MW non è

richiesta nessuna autorizzazione; • Non esistono linee guida sulla documentazione da

presentare;• Durata del procedimento unico: dall’8/11/06 al 14/5/07

19 Maggio 2007


Aimag spaVia Merighi 341037 Mirandola (Mo)Tel 0535 28111

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