Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali...

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10 Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE SEDIMENTI Michele Fratini ISPRA Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE SEDIMENTI

Michele Fratini

ISPRAIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Indice1 Introduzione2 Criteri generali alla base degli interventi di bonifica3 MNR4 Capping5 Trattamenti in situ6 Dragaggio e scavo7 Trattamenti ex situ8 Costi

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Introduzionebull I sedimenti rappresentano una matrice ambientale estremamente

complessa con modalitagrave di formazione caratteristiche chimico fisiche e tipologie di contaminazione estremamente variabili

bull Problematica recente eth in Europa e in particolare nel nostro Paese non sono state ancora emanate norme per la gestione

bull Limitati interventi ricerche e risorse investite

La presentazione illustra una panoramica delle tecnologie per la bonifica dei sedimenti contaminati fluviali e lacuali prendendo come spunto lrsquoapproccio proposto dallrsquoAgenzia ambientale degli Stati Uniti

Contaminated Sediment Remediation Guidance for Hazardous Waste Site 540-R-05-012 Office of Solid Waste and Emergency Response OSWER 93550-85

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Tecnologie di bonifica applicazioni negli USA

Dati USEPA 2005 siti Superfund Sediment su 60 siti98 subaree1 Circa frac12 delle subaree sono fiumi e circa 13 sono wetlands2 I contaminanti di principali in termini di rischio sono

bull PCB in circa frac12 delle subareebull metalli in 13 delle subareebull IPA in 15 delle subaree

3 Il rischio ecologico determina la necessitagrave di procedere alla bonifica in circa 15 delle aree e contribuisce a determinare gli obiettivi di bonifica in frac34 delle aree

4 In 30 siti il dragaggio o lo scavo sono stati lrsquounico intervento mentre in 13 al dragaggio egrave stato affiancato il capping o il MNR Capping e MNR come unico intervento egrave stato applicato in meno del 10 dei siti

5 In circa frac12 delle aree il volume di sedimenti rimossi egrave inferiore a 40000 m3 mentre nel 10 egrave superiore a 800000 m3

6 Il numero di aree dragate egrave circa uguale a quello delle aree in cui egrave stato applicata lrsquoescavazione in circa frac12 di queste aree egrave stato realizzato un parziale ripristino con strati di sabbia

7 Lrsquoestensione delle coperture varia tra meno di 04 ha e 170 ha la maggior parte sono comprese tra 4 e 28 ha

httpwwwepagovsuperfundhealthconmediasedimentdatahtm

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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto

perimetrazioneStato Attuazione Interventi

Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza

bonifica ricerca

Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca

Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione

Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione

Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione

Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca

prove pilota

Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione

Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione

Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione

Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione

Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione

Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione

Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione

Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota

Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione

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Obiettivi degli interventi di bonifica

Percheacute bonificare e quanto bonificare

Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti

ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero

Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti

bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti

bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli

presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)

un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio

trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip

bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione

dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)

bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave

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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica

Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

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Alternative di intervento

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 80

Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 2: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 2

Indice1 Introduzione2 Criteri generali alla base degli interventi di bonifica3 MNR4 Capping5 Trattamenti in situ6 Dragaggio e scavo7 Trattamenti ex situ8 Costi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Introduzionebull I sedimenti rappresentano una matrice ambientale estremamente

complessa con modalitagrave di formazione caratteristiche chimico fisiche e tipologie di contaminazione estremamente variabili

bull Problematica recente eth in Europa e in particolare nel nostro Paese non sono state ancora emanate norme per la gestione

bull Limitati interventi ricerche e risorse investite

La presentazione illustra una panoramica delle tecnologie per la bonifica dei sedimenti contaminati fluviali e lacuali prendendo come spunto lrsquoapproccio proposto dallrsquoAgenzia ambientale degli Stati Uniti

Contaminated Sediment Remediation Guidance for Hazardous Waste Site 540-R-05-012 Office of Solid Waste and Emergency Response OSWER 93550-85

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Tecnologie di bonifica applicazioni negli USA

Dati USEPA 2005 siti Superfund Sediment su 60 siti98 subaree1 Circa frac12 delle subaree sono fiumi e circa 13 sono wetlands2 I contaminanti di principali in termini di rischio sono

bull PCB in circa frac12 delle subareebull metalli in 13 delle subareebull IPA in 15 delle subaree

3 Il rischio ecologico determina la necessitagrave di procedere alla bonifica in circa 15 delle aree e contribuisce a determinare gli obiettivi di bonifica in frac34 delle aree

4 In 30 siti il dragaggio o lo scavo sono stati lrsquounico intervento mentre in 13 al dragaggio egrave stato affiancato il capping o il MNR Capping e MNR come unico intervento egrave stato applicato in meno del 10 dei siti

5 In circa frac12 delle aree il volume di sedimenti rimossi egrave inferiore a 40000 m3 mentre nel 10 egrave superiore a 800000 m3

6 Il numero di aree dragate egrave circa uguale a quello delle aree in cui egrave stato applicata lrsquoescavazione in circa frac12 di queste aree egrave stato realizzato un parziale ripristino con strati di sabbia

7 Lrsquoestensione delle coperture varia tra meno di 04 ha e 170 ha la maggior parte sono comprese tra 4 e 28 ha

httpwwwepagovsuperfundhealthconmediasedimentdatahtm

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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto

perimetrazioneStato Attuazione Interventi

Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza

bonifica ricerca

Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca

Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione

Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione

Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione

Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca

prove pilota

Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione

Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione

Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione

Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione

Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione

Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione

Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione

Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota

Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione

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Obiettivi degli interventi di bonifica

Percheacute bonificare e quanto bonificare

Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti

ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero

Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti

bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti

bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli

presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)

un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio

trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip

bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione

dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)

bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave

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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica

Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

11

Alternative di intervento

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 3: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 3

Introduzionebull I sedimenti rappresentano una matrice ambientale estremamente

complessa con modalitagrave di formazione caratteristiche chimico fisiche e tipologie di contaminazione estremamente variabili

bull Problematica recente eth in Europa e in particolare nel nostro Paese non sono state ancora emanate norme per la gestione

bull Limitati interventi ricerche e risorse investite

La presentazione illustra una panoramica delle tecnologie per la bonifica dei sedimenti contaminati fluviali e lacuali prendendo come spunto lrsquoapproccio proposto dallrsquoAgenzia ambientale degli Stati Uniti

Contaminated Sediment Remediation Guidance for Hazardous Waste Site 540-R-05-012 Office of Solid Waste and Emergency Response OSWER 93550-85

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Tecnologie di bonifica applicazioni negli USA

Dati USEPA 2005 siti Superfund Sediment su 60 siti98 subaree1 Circa frac12 delle subaree sono fiumi e circa 13 sono wetlands2 I contaminanti di principali in termini di rischio sono

bull PCB in circa frac12 delle subareebull metalli in 13 delle subareebull IPA in 15 delle subaree

3 Il rischio ecologico determina la necessitagrave di procedere alla bonifica in circa 15 delle aree e contribuisce a determinare gli obiettivi di bonifica in frac34 delle aree

4 In 30 siti il dragaggio o lo scavo sono stati lrsquounico intervento mentre in 13 al dragaggio egrave stato affiancato il capping o il MNR Capping e MNR come unico intervento egrave stato applicato in meno del 10 dei siti

5 In circa frac12 delle aree il volume di sedimenti rimossi egrave inferiore a 40000 m3 mentre nel 10 egrave superiore a 800000 m3

6 Il numero di aree dragate egrave circa uguale a quello delle aree in cui egrave stato applicata lrsquoescavazione in circa frac12 di queste aree egrave stato realizzato un parziale ripristino con strati di sabbia

7 Lrsquoestensione delle coperture varia tra meno di 04 ha e 170 ha la maggior parte sono comprese tra 4 e 28 ha

httpwwwepagovsuperfundhealthconmediasedimentdatahtm

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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto

perimetrazioneStato Attuazione Interventi

Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza

bonifica ricerca

Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca

Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione

Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione

Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione

Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca

prove pilota

Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione

Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione

Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione

Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione

Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione

Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione

Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione

Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota

Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione

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Obiettivi degli interventi di bonifica

Percheacute bonificare e quanto bonificare

Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti

ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero

Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti

bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti

bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli

presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)

un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio

trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip

bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione

dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)

bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave

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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica

Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

11

Alternative di intervento

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 4: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Tecnologie di bonifica applicazioni negli USA

Dati USEPA 2005 siti Superfund Sediment su 60 siti98 subaree1 Circa frac12 delle subaree sono fiumi e circa 13 sono wetlands2 I contaminanti di principali in termini di rischio sono

bull PCB in circa frac12 delle subareebull metalli in 13 delle subareebull IPA in 15 delle subaree

3 Il rischio ecologico determina la necessitagrave di procedere alla bonifica in circa 15 delle aree e contribuisce a determinare gli obiettivi di bonifica in frac34 delle aree

4 In 30 siti il dragaggio o lo scavo sono stati lrsquounico intervento mentre in 13 al dragaggio egrave stato affiancato il capping o il MNR Capping e MNR come unico intervento egrave stato applicato in meno del 10 dei siti

5 In circa frac12 delle aree il volume di sedimenti rimossi egrave inferiore a 40000 m3 mentre nel 10 egrave superiore a 800000 m3

6 Il numero di aree dragate egrave circa uguale a quello delle aree in cui egrave stato applicata lrsquoescavazione in circa frac12 di queste aree egrave stato realizzato un parziale ripristino con strati di sabbia

7 Lrsquoestensione delle coperture varia tra meno di 04 ha e 170 ha la maggior parte sono comprese tra 4 e 28 ha

httpwwwepagovsuperfundhealthconmediasedimentdatahtm

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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto

perimetrazioneStato Attuazione Interventi

Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza

bonifica ricerca

Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca

Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione

Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione

Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione

Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca

prove pilota

Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione

Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione

Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione

Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione

Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione

Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione

Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione

Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota

Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione

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Obiettivi degli interventi di bonifica

Percheacute bonificare e quanto bonificare

Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti

ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero

Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti

bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti

bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli

presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)

un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio

trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip

bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione

dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)

bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave

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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica

Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

11

Alternative di intervento

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 5: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto

perimetrazioneStato Attuazione Interventi

Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza

bonifica ricerca

Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca

Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione

Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione

Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione

Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca

prove pilota

Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione

Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione

Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione

Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione

Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione

Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione

Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione

Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione

Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota

Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione

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Obiettivi degli interventi di bonifica

Percheacute bonificare e quanto bonificare

Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti

ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero

Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti

bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti

bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli

presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)

un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio

trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip

bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione

dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)

bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica

Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

11

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 6: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Obiettivi degli interventi di bonifica

Percheacute bonificare e quanto bonificare

Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti

ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero

Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti

bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti

bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli

presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)

un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio

trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip

bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione

dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)

bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave

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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica

Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

11

Alternative di intervento

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 7: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti

bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti

bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli

presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)

un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio

trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip

bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione

dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)

bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica

Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

11

Alternative di intervento

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 8: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica

bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio

trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip

bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione

dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)

bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica

Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

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Alternative di intervento

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 9: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica

Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

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Alternative di intervento

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 10: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

bull aree con diverso grado di contaminazione

Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie

bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso

bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione

bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)

Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

11

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 11: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in

bull Interventi in situbull Interventi ex situ

11

Alternative di intervento

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 12: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee

Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti

Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio

MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 13: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione

bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento

stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da

stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 14: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse

bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli

contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui

avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare

bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione

bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque

superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 15: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati

A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche

B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti

C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti

D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 16: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati

bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello

concettuale (implementazione di modelli matematici)

bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei

controlli da parte degli enti istituzionali

bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico

2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto

PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 17: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 18: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Tipologia di coperture

bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia

bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)

Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 19: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA

ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano

bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie

ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti

bull riduce la risospensione e il trasporto

Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento

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CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 20: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 20

CappingVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 21: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 21

CappingModalitagrave di messa in opera

Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti

Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave

Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte

Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 22: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

nastro trasportatore

chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml

Modalitagrave di messa in opera

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 23: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta

I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo

Modalitagrave di messa in opera

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 24: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia

Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni

attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure

bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping

immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 25: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier

Materiali alternativi alla sabbia

bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi

bull Aquablokreg argille idrofiliche

EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia

Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e

nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella

colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)

bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione

il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 27: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Capping

Dati USEPA 2004comprensione delle

problematiche fisicochimiche connesse

ricerca a scala di laboratorio

dimostrazione a scala pilota

dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione

capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i

contaminanti non sono rimossi

capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di

valutazionenessuna

significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni

httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf

ldquoBenchmarkingrdquo capping

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 28: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 29: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situ

hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci

Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)

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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 30: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 30

Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ

Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota

httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ

comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica

Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di

degradazione

Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi

bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 32: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica

Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti

httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin

Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3

I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 33: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno

puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di

reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di

composti solidi (ORCreg o simili)

aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 34: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia

bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e

contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi

metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione

degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di

quelli dai quali sono derivati

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 35: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ

Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)

PrecipitazioneComplessazione

bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)

Adsorbimento

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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 36: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 36

Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti

PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Alternative di intervento

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 38: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO

TRASPORTO SMALTIMENTO

PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO

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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 39: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 39

Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento

Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere

wwwfwsgov wwwcfrtacorg

Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera

con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo

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Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 40: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 40

Dragaggio e scavo

bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture

pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo

bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto

negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente

e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi

ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese

Elementi favorevoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • Diapositiva numero 5
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  • Diapositiva numero 9
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Page 41: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni

PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine

PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 42: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le

operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)

bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)

bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)

Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa

(dewatering deviazione del corso dacqua)

scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 43: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde

1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua

Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta

2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito

Applicazione della tecnologia di scavo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 84

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 44: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 44

Dragaggio e scavo

Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)

Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno

spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al

minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato

Tecniche di dragaggio ambientale

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 60

PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali

Tecniche di dragaggio ambientale

Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm

Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 46: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 46

Dragaggio e scavo

escavatore idraulico con benna rovescia

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con

gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica

l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 47

Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 48

Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 50

Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 51

Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 54

Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 60

PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 63

PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 75

Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 76

Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 77

Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 47: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di

capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3

bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h

Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 49

Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 54

Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 55

Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 48

Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3

bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h

httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 49: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 49

Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo

La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 77

Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 50: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 50

Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico

httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico

aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 60

PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 51: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica

bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o

2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 54

Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 55

Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 52: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavo

Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti

bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti

bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti

bull Rilascio di volatili

TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI

METODI DI DRAGAGGIO

CONDIZIONI IDRODINAMICHE

QUALITA DELLACQUA

granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura

densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave

coesionemoto ondoso

correnti

FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI

httpwwwdicaunictitusersefoti

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 60

PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 53: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 53

Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI

Installazione di barriere

httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 54

Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 55

Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 60

PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 54: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Air Gate

SiltCurtain

Sheet PileWall

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 55: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Bubble Curtain

Silt Curtain

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Trasporto

httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306

Egrave funzione bull della distanza dal sito di

trattamentobull della tipologia di trattamento

(contenuto in acqua)

TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite

condotta

bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 57: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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PretrattamentoObiettivi

httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008

Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio

Tipi di pretrattamento

bull essiccamento

bull separazione fisica (classificazione dimensionale)

bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 58: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio

Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione

Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 83

Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 59: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 59

PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva

ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 60

PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 60: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica

sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione

La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)

httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf

httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

64

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 61: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Pretrattamento

Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti

tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso

Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti

Essiccamento disidratazione attiva

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 62: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la

contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per

facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)

httpwwwsbmchinacom

Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2

cmbull Vibro-vagli separano materiale con

dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini

Possono essere messi in serie

bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide

bull gli idrocicloni solo con torbide

wwwart-engineeringcom

wwwart-engineeringcom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 63: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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PretrattamentoSeparazione fisica

Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm

httpwwwsbmchinacom

schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad

elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio

bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo

bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)

wwwusatomacchineit

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 65: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici

consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento

INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE

VETRIFICAZIONE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate

Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 67: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento

Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti

Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 68: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi

Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura

delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso

ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)

bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC

httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html

Descrizione del processo

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 69: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione

Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle

polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa

depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)

bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici

wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 70: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P

Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO

bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici

bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori

bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili

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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

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bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

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Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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  • Diapositiva numero 93
Page 71: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 71

Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione

Schema di processo supercritical water oxidation

Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 72

Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 73

Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 75

Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 76

Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 77

Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 80

Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 81

Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 83

Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 72: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 72

Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico

I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione

Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati

Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)

Inefficace con i composti inorganici

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio

bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato

a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase

gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce

dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice

bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni

bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti

bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera

Tramoggia e forno di desorbimento

Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti

httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

74

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 76

Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 74: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 75: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 75

Trattamenti ex situTrattamenti chimici

Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave

mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando

lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra

bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono

essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice

solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non

pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 76

Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 83

Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 85

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Page 76: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 76

Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle

PRETRATTAMENTO

SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM

TRATTAMENTO FRAZIONE FINE

TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO

TRATTAMENTO EMISSIONI

Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire

lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)

bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi

bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi

bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione

bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto

Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido

acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)

nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing

vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il

materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti

svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

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bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

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Alternative di intervento

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

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Schema di processo

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
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  • Diapositiva numero 93
Page 78: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 78

Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione

EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh

httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0

Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni

successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di

lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica

bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente

Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e

rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di

distillazione)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 79

Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 80

Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 81

Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 83

Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione

I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria

I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa

da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati

Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 83

Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 84

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 85

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • Diapositiva numero 5
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Diapositiva numero 15
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23
  • Diapositiva numero 24
  • Diapositiva numero 25
  • Diapositiva numero 26
  • Diapositiva numero 27
  • Diapositiva numero 28
  • Diapositiva numero 29
  • Diapositiva numero 30
  • Diapositiva numero 31
  • Diapositiva numero 32
  • Diapositiva numero 33
  • Diapositiva numero 34
  • Diapositiva numero 35
  • Diapositiva numero 36
  • Diapositiva numero 37
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  • Diapositiva numero 39
  • Diapositiva numero 40
  • Diapositiva numero 41
  • Diapositiva numero 42
  • Diapositiva numero 43
  • Diapositiva numero 44
  • Diapositiva numero 45
  • Diapositiva numero 46
  • Diapositiva numero 47
  • Diapositiva numero 48
  • Diapositiva numero 49
  • Diapositiva numero 50
  • Diapositiva numero 51
  • Diapositiva numero 52
  • Diapositiva numero 53
  • Diapositiva numero 54
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  • Diapositiva numero 65
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  • Diapositiva numero 68
  • Diapositiva numero 69
  • Diapositiva numero 70
  • Diapositiva numero 71
  • Diapositiva numero 72
  • Diapositiva numero 73
  • Diapositiva numero 74
  • Diapositiva numero 75
  • Diapositiva numero 76
  • Diapositiva numero 77
  • Diapositiva numero 78
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  • Diapositiva numero 80
  • Diapositiva numero 81
  • Diapositiva numero 82
  • Diapositiva numero 83
  • Diapositiva numero 84
  • Diapositiva numero 85
  • Diapositiva numero 86
  • Diapositiva numero 87
  • Diapositiva numero 88
  • Diapositiva numero 89
  • Diapositiva numero 90
  • Diapositiva numero 91
  • Diapositiva numero 92
  • Diapositiva numero 93
Page 80: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 80

Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione

Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice

solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale

bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave

sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 81

Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
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  • Diapositiva numero 6
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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione

Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)

bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi

bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)

bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)

wwwcollegioingegneriveneziait

bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte

bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 84

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 85

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • Diapositiva numero 5
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Diapositiva numero 15
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23
  • Diapositiva numero 24
  • Diapositiva numero 25
  • Diapositiva numero 26
  • Diapositiva numero 27
  • Diapositiva numero 28
  • Diapositiva numero 29
  • Diapositiva numero 30
  • Diapositiva numero 31
  • Diapositiva numero 32
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  • Diapositiva numero 34
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  • Diapositiva numero 36
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  • Diapositiva numero 40
  • Diapositiva numero 41
  • Diapositiva numero 42
  • Diapositiva numero 43
  • Diapositiva numero 44
  • Diapositiva numero 45
  • Diapositiva numero 46
  • Diapositiva numero 47
  • Diapositiva numero 48
  • Diapositiva numero 49
  • Diapositiva numero 50
  • Diapositiva numero 51
  • Diapositiva numero 52
  • Diapositiva numero 53
  • Diapositiva numero 54
  • Diapositiva numero 55
  • Diapositiva numero 56
  • Diapositiva numero 57
  • Diapositiva numero 58
  • Diapositiva numero 59
  • Diapositiva numero 60
  • Diapositiva numero 61
  • Diapositiva numero 62
  • Diapositiva numero 63
  • Diapositiva numero 64
  • Diapositiva numero 65
  • Diapositiva numero 66
  • Diapositiva numero 67
  • Diapositiva numero 68
  • Diapositiva numero 69
  • Diapositiva numero 70
  • Diapositiva numero 71
  • Diapositiva numero 72
  • Diapositiva numero 73
  • Diapositiva numero 74
  • Diapositiva numero 75
  • Diapositiva numero 76
  • Diapositiva numero 77
  • Diapositiva numero 78
  • Diapositiva numero 79
  • Diapositiva numero 80
  • Diapositiva numero 81
  • Diapositiva numero 82
  • Diapositiva numero 83
  • Diapositiva numero 84
  • Diapositiva numero 85
  • Diapositiva numero 86
  • Diapositiva numero 87
  • Diapositiva numero 88
  • Diapositiva numero 89
  • Diapositiva numero 90
  • Diapositiva numero 91
  • Diapositiva numero 92
  • Diapositiva numero 93
Page 82: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908

MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE

INTERVENTI IN SITU CAPPING

STABILIZZAZIONE

TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

TRATTAMENTI TERMICI

INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI

TRATTAMENTI BIOLOGICI

82

Alternative di intervento

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 83

Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 84

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici

bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente

bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)

bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • Diapositiva numero 5
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Diapositiva numero 15
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
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  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23
  • Diapositiva numero 24
  • Diapositiva numero 25
  • Diapositiva numero 26
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  • Diapositiva numero 28
  • Diapositiva numero 29
  • Diapositiva numero 30
  • Diapositiva numero 31
  • Diapositiva numero 32
  • Diapositiva numero 33
  • Diapositiva numero 34
  • Diapositiva numero 35
  • Diapositiva numero 36
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  • Diapositiva numero 38
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  • Diapositiva numero 40
  • Diapositiva numero 41
  • Diapositiva numero 42
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  • Diapositiva numero 44
  • Diapositiva numero 45
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  • Diapositiva numero 48
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  • Diapositiva numero 50
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  • Diapositiva numero 52
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  • Diapositiva numero 57
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  • Diapositiva numero 60
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  • Diapositiva numero 62
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  • Diapositiva numero 65
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  • Diapositiva numero 70
  • Diapositiva numero 71
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  • Diapositiva numero 73
  • Diapositiva numero 74
  • Diapositiva numero 75
  • Diapositiva numero 76
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  • Diapositiva numero 80
  • Diapositiva numero 81
  • Diapositiva numero 82
  • Diapositiva numero 83
  • Diapositiva numero 84
  • Diapositiva numero 85
  • Diapositiva numero 86
  • Diapositiva numero 87
  • Diapositiva numero 88
  • Diapositiva numero 89
  • Diapositiva numero 90
  • Diapositiva numero 91
  • Diapositiva numero 92
  • Diapositiva numero 93
Page 84: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 84

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry

bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI

bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno

bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)

www portalnavfacnavymil

Schema di processo

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 85

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • Diapositiva numero 5
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
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  • Diapositiva numero 57
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  • Diapositiva numero 90
  • Diapositiva numero 91
  • Diapositiva numero 92
  • Diapositiva numero 93
Page 85: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 85

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming

bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)

bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili

bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione

wwwenvironmentalfieldservicescom

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
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  • Diapositiva numero 79
  • Diapositiva numero 80
  • Diapositiva numero 81
  • Diapositiva numero 82
  • Diapositiva numero 83
  • Diapositiva numero 84
  • Diapositiva numero 85
  • Diapositiva numero 86
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  • Diapositiva numero 89
  • Diapositiva numero 90
  • Diapositiva numero 91
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Page 86: Tecnologie e costi delle bonifiche sedimenti · Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali Michele Fratini Mod.PA.BIB.03.10Rev 0 del 01/09/08 1 TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86

Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation

uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti

bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea

bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici

bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali

bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo

bull hellip

Erba medica

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93

Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
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  • Diapositiva numero 82
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  • Diapositiva numero 84
  • Diapositiva numero 85
  • Diapositiva numero 86
  • Diapositiva numero 87
  • Diapositiva numero 88
  • Diapositiva numero 89
  • Diapositiva numero 90
  • Diapositiva numero 91
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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87

Trattamenti ex situEsempihellip

Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico

httpwwwgrckallobe

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90

Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • Diapositiva numero 5
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
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  • Diapositiva numero 11
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  • Diapositiva numero 13
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  • Diapositiva numero 15
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  • Diapositiva numero 19
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  • Diapositiva numero 30
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  • Diapositiva numero 32
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  • Diapositiva numero 34
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  • Diapositiva numero 44
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  • Diapositiva numero 46
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  • Diapositiva numero 48
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  • Diapositiva numero 50
  • Diapositiva numero 51
  • Diapositiva numero 52
  • Diapositiva numero 53
  • Diapositiva numero 54
  • Diapositiva numero 55
  • Diapositiva numero 56
  • Diapositiva numero 57
  • Diapositiva numero 58
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  • Diapositiva numero 60
  • Diapositiva numero 61
  • Diapositiva numero 62
  • Diapositiva numero 63
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  • Diapositiva numero 65
  • Diapositiva numero 66
  • Diapositiva numero 67
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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88

Costi

La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani

bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)

bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei

bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno

bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91

Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92

Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89

CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo

categorie voci di costo categorie voci di costo

mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito

trattamento dei sedimenti

rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree

MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti

- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari

trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento

acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di

Smaltimento in discarica

Generali - per diverse tipologie dintervento

Capping

Dragaggioscavo

Pretrattamentotrattamento

Confinamento in casse di colmata

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Interventi ex situsempli

cecomplesso

Trattamenti termici -incenerimento

399 610

Trattamenti termici - pirolisi 167

Trattamenti termici ndashdesorbimento termico

23 133

Trattamenti chimici ndash soilsediment washing

30

Trattamenti chimici ndash chemical extraction

156 748

Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione

54 108

Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry

40 80

Trattamenti biologici - landfarming 43

Trattamenti biologici -phytoremediation

14 28

Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

Costi in Euro m3

Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito

Dati USEPA wwwfrtrgov

Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002

Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi in Euro m3

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Interventi Tecniche minimo massimo

dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)

6 6

Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867

pretrattamento

esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43

trattamenti

tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione

63 774

chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155

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Costi

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Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali

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Costi

SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins

Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)

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ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005

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  • Diapositiva numero 92
  • Diapositiva numero 93

Le rocce e i minerali · 2020. 4. 17. · Processo subito dai sedimenti che li trasforma in rocce. Sedimenti incoerenti chiamati clasti • Azione meccanica compattazione • Azione

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Bonifiche Dei Siti Inquinati

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Dlgs 152 2006 stralcio bonifiche

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DGB-#142314-v29-DRAFT - Documento di offerta - Bonifiche ... · B.1.3 Legislazione di riferimento e foro competente ... Bonifiche Ferraresi S.p.A. Società Agricola, società per

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Giornata di studio “BONIFICHE AMBIENTALI”

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A N G A PRONTUARIO DELLE BONIFICHE - Assomineraria · PRONTUARIO DELLE BONIFICHE Elenco ufficiale delle imprese iscritte alla Categoria 9 dell’Albo gestori ambientali in collaborazione

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RASSEGNA STAMPA UNIONE VENETA BONIFICHE TESTATE fileUNIONE VENETA BONIFICHE – UFFICIO STAMPA Ritaglio stampa ad uso esclusivo del destinatario, non riproducibile Pagina 1 Del 20

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LE BONIFICHE IDRAULICHE - freedom.dicea.unifi.itfreedom.dicea.unifi.it/Claroline-1.3.1/0060838/document/drenaggio/... · LE BONIFICHE IDRAULICHE Corso di Costruzioni Idrauliche, CdL

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Dossier Legambiente: Le bonifiche in Italia

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BONIFICA AMIANTO SMALTIMENTO RIFIUTI BONIFICHE … · 2015-02-27 · la societÀ 03 amianto - eternit 04 bonifiche ambientali 05 microraccolta e smaltimento rifiuti 06 locazione cassoni

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Acea Piano Industriale 2018-2022...• 800+ km di rete idrica e fognaria soggetta a bonifiche ... ottimizzazione struttura di costi (Costto Serve) •Miglioramento customerquality

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ROMA, 17 ottobre 2011 NETWORK BONIFICHE bonifiche... · • Triplex Mud Pumps METALMECCANICA • DeepFoundations ... 3 DRILLMEC Division SOILMEC Division PETREVEN Division TREVI Division

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Manuale LE BONIFICHE DI SITI CONTAMINATI BONIFICHE _vers 2015... · (matrice) ambientale oggetto di contaminazione (suolo, acqua, aria). • Certificazione di avvenuta bonifica: l’atto

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Legambiente Bonifiche 2014

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Dlgs 152 2006 stralcio disciplina bonifiche

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Itinerario storico paesaggistico delle bonifiche del ... · Itinerario storico paesaggistico delle bonifiche del Lamone proposta di percorso cicloturistico ... “Il territorio visto

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6^ CONFERENZA ORGANIZZATIVA NAZIONALE Unione delle Bonifiche dAbruzzo RELAZIONE Costi dellAcqua Contribuenza su Immobili Urbani Risorse Idriche ed Energia.

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KM C224e-20160505155732 - Bonifiche Ferraresi

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METODI DI RIDUZIONE DELL’ESPOSIZIONE: BONIFICHE, …

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RASSEGNA STAMPA UNIONE VENETA BONIFICHE TESTATE · RASSEGNA STAMPA UNIONE VENETA BONIFICHE TESTATE: 16 OTTOBRE 2013 UFFICIO COMUNICAZIONE UVB comunicazione@bonifica-uvb.it

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