La filiera completa per biogas e trattamento del digestato · Reattori con rapporto...

La filiera completa per biogas e

trattamento del digestato

BIOMETTM

26 settembre 2012

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


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

44

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


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)


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


La scelta di VWS Italia

Stesso COD in ingresso

Il trattamento anaerobico funziona meglio!

Nessuna aerazione

Minor quantità di fanghi

Produzione di biogas


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)


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

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

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%

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%

Tecnologie anaerobiche: AnMBR

Digester Feed 60,000 mg/L on leftMBR permeate 200 mg/L on right99.5% efficiency

Tecnologia per la produzione di biogas da biomasse agricole, sottoprodotti agro-industriali e rifiuti organici

BIOMETTM

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

Soluzioni ingegneristiche VWS Italia

Scambiatore di calore esterno

Reattori con rapporto altezza/diametro

Sistemi di miscelazione esterni

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

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

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


L’approccio industriale

Vendita dell’energia

elettrica


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


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


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


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


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)



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



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

Trattamento e riduzione del digestato con valorizzazione dell’energia termica disponibile da cogenerazione

26 settembre 2012

29

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

30

Riduzione volume digestato 10-30 volte

BIOMETTM: mappa dell’impianto

Opportunità di

cogenerazione

31

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%

32

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

33

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

34


Separazione

solido liquido

Digestato

liquido

distillato

Digestato

solido

Digestato

Acqua a scarico

/ riutilizzo

35


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 )

36


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

37

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

38

Superconcentrazione

EVALEDTM

Unità standardizzate, pre-ingegnerizzate, plug&play, testate con numerose referenzein applicazioni simili

Consumi energeticiminimizzati

Altissimi recuperi

Concentrato palabile

Manutenzioni ridotte

39

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

40

Un esempio

Parametro UM Digestato ingresso (dopo separazione solido-liquido)

Condensato in uscita

pH 7-8 6-9

TS % 2-4

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

41

Bilancio di materia

42

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


Grazie

Ottavio Micheletti

[email protected]

www.veoliawaterst.it

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