Il Progetto LIFE BIOCLOC: sintesi - Gida Spa · 2017. 3. 9. · IL CONTESTO L'eccessiva presenza di...
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Il Progetto LIFE BIOCLOC: sintesi
Cecilia Caretti– [email protected]
CONFERENZA FINALEPrato, 23 febbraio 2017
Cecilia Caretti– UNIFI
Progetto BIOCLOC: BIOprocess ControL through Online titrimetry to reduce Carbon footprint inwastewater treatment
Progetto co-finanziato (50%) nell’ambito del Programma LIFE+ della UE
Budget di progetto: 1.196.584 Euro
Durata: 42 mesi (Settembre 2013 - Febbraio 2017)
DATI GENERALI
IL CONTESTO
L'eccessiva presenza di azoto e fosforo nei corpi idrici superficiali provoca problemi
ambientali come l’eutrofizzazione delle acque; ciò favorisce la crescita
incontrollata di alghe e piante acquatiche, che nel tempo provocano la moria di
pesci.
Oggi gli impianti di depurazione devono rimuovere non solo gli inquinanti
organici ma anche i composti dell'azoto e del fosforo.
IL CONTESTO
La rimozione della sostanza organica e dell'azoto negli impianti di depurazione
avviene principalmente per ossidazione biologica in vasche aerate.
Il processo di ossidazione e nitrificazione degli impianti di depurazione delle acque
reflue necessita di un elevato fabbisogno energetico per il sistema di aerazione.
Ciò determina un importante impatto ambientale e rappresenta una delle
principali voci di bilancio economico degli impianti.
IL CONTESTO
La rimozione dell'azoto è il collo di bottiglia nei processi di trattamento biologico
delle acque reflue da un punto di vista tecnico, economico ed ambientale.
Perciò, l'ottimizzazione della nitrificazione diventa fondamentale per garantire
oltre alla qualità dello scarico anche la riduzione del consumo energetico e la
diminuzione dei costi ambientali.
IL PROGETTO BIOCLOC
La gestione del processo di nitrificazione è dunque un aspetto fondamentale ed
una sua ottimizzazione mediante l’utilizzo di tecnologie e protocolli alternativi a
quelli attuali può comportare notevoli vantaggi, sia in termini economici che di
impatto ambientale.
In tale ottica nasce il progetto BIOCLOC
GLI OBIETTIVI
Costruire uno strumento innovativo per il monitoraggio deiprocessi biologici nei processi a fanghi attivi (biosensoreprototipale)
Dimostrare la possibilità di ridurre i costi ambientali edeconomici del trattamento delle acque reflue
Applicarlo nel monitoraggio e controllo delle condizionioperative di un impianto a scala reale (impianto di depurazionedi Calice - Gida SpA)
IL NUOVO STRUMENTO
Titrimetro differenziale per la misura online e in continuo del rateo di nitrificazione
West: competenze per assemblare il
prototipo
Unifi: dimostrata la validità della
tecnica di misura
TITRIMETRO DIFFERENZIALE ON-LINE IN CONTINUO
1. NH4+ + 1,5 O2 NO2
- + 2H+ + H2O + 66 Kcal mol-1 (AOB)
2. NO2- + 0,5 O2 NO3
- + 18 Kcal mol-1 (NOB)
Produzione di ioni H+ e conseguente abbassamento del pH
Dosaggio di soluzione alcalina per il mantenimento del set-point di pH
Rateo di nitrificazione proporzionale al dosaggio di soluzione di soda
Nitrificazione
Si basa sulla titrimetria, cioè sul dosaggio di una soluzione tampone necessaria amantenere il pH costante.
R1 (inibito)R2 (non inibito)
OssidazioneNitrificazione
Crescita e decadimento endogeno
Idrolisi
OssidazioneNitrificazione
Crescita e decadimento endogeno
Idrolisi- = Nitrificazione
Differenza del dosaggio di soda per
mantenere il pHcostante nel reattore non inibito e in quello
inibitoproporzionale al rateo
di nitrificazione
TITRIMETRO DIFFERENZIALE ON-LINE IN CONTINUO
Substrato Substrato Inibente
Due reattori gemelli sia per funzionamento che per componenti
Restituisce in continuo la velocità di nitrificazione permettendo di conoscere in tempo reale lo stato del processo
TITRIMETRO DIFFERENZIALE ON-LINE IN CONTINUO
L’INNOVAZIONE Non esistono strumenti sul mercatoche utilizzano la tecnica dellatitrimetria in continuo. Non esistonosensori alternativi capaci di fornire lastessa informazione, ovvero il massimorateo di nitrificazione.
Refluo civile-industriale da fognatura 39 000 m3d-1
Fosse settiche + Permeato 400 m3 d-1 Percolati
375 m3 d-1
Installazione del titrimetro
IMPLEMENTAZIONE DEL PROTOTIPO
RISULTATI DEL PROGETTO
Implementazione di una nuova strategia di controllo del sistema di aerazione, nonpiù basato su un set point di ossigeno fisso ma sulla reale capacità nitrificante dellabiomassa dell’impianto
titrimetro
Sala quadro
Impianto
Qualità dello scarico
Risparmio energetico
Riduzione emissioni di CO2
Il rateo massimo di nitrificazione, misurato in continuo, permette una calibrazionepiù precisa dei parametrici cinetici della biomassa nitrificante rispetto a quellaeseguita con i convenzionali test cinetici batch
(Batch test)
(Titrimeter)
RISULTATI DEL PROGETTO
Identificazione in breve tempo di eventuali fenomeni di inibizione dellanitrificazione.
Informazioni veloci sulla trattabilità/accettabilità di rifiuti liquidi.
Possibilità di adottare velocemente le necessarie contromisure.
RISULTATI DEL PROGETTO
- A.1 Site definition
- B.1 Design and construction of the prototype
- B.2 Preliminary tests to validate the monitoring strategy
- B.3 Development of processes control strategy
- B.4 Implementation of control strategy on the demonstration site
- B.5 Validation of the performance and optimization of the monitoring and control system
- C.1 Technical, financial and environmental assessment of the impact of the project
- C.2 Socio-economic impact of the project
- D.1 Information to general public and stakeholders
- D.2 Networking
- E.1 Project management
- E.2 Project monitoring
- E.3 After LIFE Communication Plan
LE AZIONI DEL PROGETTO
DISSEMINAZIONE
Sono state realizzate 16 presentazioni orali a convegni nazionali e internazionali
DISSEMINAZIONE
Conferenza: “LAUNCH CONFERENCE BIOCLOC PROJECT” - Prato (Italia), 2 Dicembre 2013;Conferenza: “FESTIVAL DELL’ACQUA 2013” all’interno del workshop “Innovazione tecnologica nella depurazione delle acque: BEST PRACTICES EUROPEE” - L’Aquila (Italia), 10 Ottobre 2013;Conferenza: LIFE SHOWW WORKSHOP “Il trattamento e la gestione dei fanghi di depurazione: stato dell’arte, normativa e innovazione” - Prato (Italia), 8 Maggio 2014;Conferenza: “SETTIMANA DELL’ACQUA 2015” (World Water Day 2015) - Prato (Italia), 26 Marzo 2015Conferenza: IWA SPECIALIST CONFERENCE “Nutrient Removal and Recovery (NRR)” - Danzica (Polonia), 19 Maggio 2015;Conferenza: “FINAL CONFERENCE META PROJECT” - S.Croce sull’Arno - PI (Italia), 18 Giugno 2015;Conferenza: “IWA Conference PRAGUE 2015” - Praga (Repubblica Ceca), 6-9 Settembre 2015;Conferenza: “BEST PRACTICE MINISTERO DELL’AMBIENTE 2015” – Venezia (Italia), 20 Ottobre 2015;Conferenza: “ECOMONDO FAIR 2015” - Rimini (Italia), 3-6 Novembre 2015;Conferenza: “BIOSUR FINAL Conference” - S.Miniato - PI (Italia), 4 Febbraio 2016;Conferenza: “IWA COURSE PALERMO 2016” - Palermo (Italia), 16-19 Maggio 2016;Conferenza: “LIFE PLATFORM MANCHESTER 2016” - Manchester (UK), 24-25 Maggio 2016;Conferenza: “LIFE UNIFI 2016” - Firenze (Italia), 27 Maggio 2016;Conferenza: “SIDISA 2016” - Roma (Italia), 21 Giugno 2016;Conferenza: “IWA ECOSTP CAMBRIDGE 2016” - Cambridge (UK), 30 Giugno 2016;Conferenza: “WEF IWA DENVER 2016” - Denver (USA), 13 Luglio 2016.
NETWORKING
Sono state attivate collaborazioni permamenti con 8 progetti nazionali e internazionali:
• BIOSUR (IT)• META (IT)• IPNOA (IT)• SHOWW (IT)• SANePLAN (ES)• LIVEWASTE (CY)• ROEM+ (ES)• WATERREUSE (ES)
E scambi di informazioni anche con i seguenti progetti:
• ENERWATER PROJECT - H2020 Framework Programme for Research and Innovation | Grant agreement number 644771 - www.enerwater.eu;
• MINISTERO DELL’AMBIENTE E DELLA TUTELA DEL TERRITORIO E DEL MARE - Programma LIFE -www.minambiente.it/pagina/programma-life-2007-2013;
• CARBALA - FP7-PEOPLE-2011 IRSES – Marie Curie Action “International research staff exchange scheme.
NETWORKING
• Conferenza IWA ECOSTP 2014 (Verona), 26 Giugno 2014;• Primo evento networking ECOMONDO 2015 (Rimini), 02-06
Novembre 2015;• Primo workshop BIOCLOC presso DICEA (Firenze), 17 Dicembre 2015;• Secondo evento networking H2O (Bologna), 19-21 Ottobre 2016;• Secondo workshop BIOCLOC presso H2O (Bologna), 21 Ottobre 2016;• ECOMONDO 2016 (Rimini), 9 Novembre 2016;• Incontro all’Universitat Autonoma de Barcelona (Barcellona), 7-8
Febbraio 2017.
Partecipazione a 7 eventi di networking, di cuidue organizzati dal progetto BIOCLOC
.bioclocproject.eu
Grazie per l’attenzione