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La filiera completa per biogas e
trattamento del digestato
BIOMETTM
26 settembre 2012
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 2
2
Veolia Environnement:
il leader nei servizi ambientali
Leader mondiale€ 12.6 mld
Leader europeo€ 7.8mld
- Dalkia
*dati 2011
Leader europeo€ 7.3 mld
Riferimento mondiale€ 9.7 mld
Riferimento globale per i servizi del
settore acqua
Fornitore leader in Europa
di servizi per l’energia
Riferimento globale per la gestione
del rifiuto ed il recupero di materia
Modello nella gestione sicura e
sostenibile delle soluzioni per la
mobilità
L’unica azienda al mondo
in grado di offrire una
gamma completa
di servizi per l’ambiente
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 3
La Divisione Acqua
*key figures 2011
96.651 dipendenti nel mondo
103 milioni di persone servite con acqua potabile
73 milioni di persone servite per la gestione delle
acque reflue
2.3 € miliardi di fatturato nel 2011
132 filiali nel mondo
10.767 dipendenti, 60% ricercatori, ingegneri,
gestori progetto
Oltre 250 tecnologie di proprietà
Riferimento globale
per i servizi del
settore acqua
La divisione tecnologica
del settore acqua
44
Fatturato 2009: € 25.000 k
90 dipendenti, 50% laureati
Ingegneria impiantistica,
contratti chiavi in mano, unità
standard, service, prodotti
chimici, out-sourcing.
30 anni di esperienza nelle
tecnologie per l’alimentare
Know how nel trattamento di
acque di processo e reflue,
riutilizzo, recupero, ZLD, waste-
to-energy
I numeri di VWS Italia - Pordenone
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 5
Service
Solutions
Solutions, D&B Industriale e Service
Consulenza
Analisi chimiche
Assistenza tecnica
Parti di consumo e prodotti chimici
Manutenzione
AQUAMOVE™ - noleggio unità mobili
HYDREX™ - prodotti chimici
Design & Build
BIOMET™ - UASB – EGSB – AnMBR impianti
anaerobici (biogas)
Impianti di depurazione food&beverage
Tecnologie di deodorizzazione
Impianti di trattamento acque reflue industriali
EVALED™ - tecnologie di evaporazione
IDRAFLOT™ - tecnologie di flottazione
IDRASCREEN™ - tecnologie di sgrigliatura
VWS Italia:
- progetta e produce soluzioni tecnologiche standard (Solutions)
- progetta e realizza impianti chiavi in mano (D&B Industriale)
- off re un servizio post-vendita completo (Service)
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 6
Leader mondiale
Oltre 30 anni di esperienza
a livello mondiale
Più di 500 referenze
Tutto si trasforma
VWS Italia: centro di competenza nel
trattamento anaerobico
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 7
La scelta di VWS Italia
Stesso COD in ingresso
Il trattamento anaerobico funziona meglio!
Nessuna aerazione
Minor quantità di fanghi
Produzione di biogas
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 8
Produzione energia elettrica
Caricamento e pretrattamento
Idrolisi
Digestione anaerobica
Gasometro a membrana
Purificazione biogas
Le fasi dell’impianto BIOMETTM
IDROGENO e
ANIDRIDE CARBONICA
ACIDO ACETICO
FASE METANOGENICA
METANO
e ANIDRIDE CARBONICA
SUBSTARTO SOLUBILE E
VOLATILE
Acidi grassi volatili, alcoli, ecc
SUBSTRATO FRESCO
Composti organici complessi
(carboidrati, proteine, grassi)
SUBSTRATO IDROLIZZATO
Composti organici complessi
(zuccheri, amino-acidi, acidi
grassi, glicerine)
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 9
Plus ingegneristici e di processo
che fanno la differenza
Idrolisi quale fase separata dalla digestione
anaerobica: maggiore stabilità e migliori
performance
DigestioneIdrolisi
Digestato
Biomasse
migliori
performance
Biogas
Reattori con rapporto
altezza/diametro
maggiorato:
miglior grado di miscelazione,
minima dispersione
di energia termica e
riduzione della formazione
di depositi e schiume
Sistemi di miscelazione
esterni: migliore
triturazione delle
biomasse e maggiore
facilità di manutenzione
Scambiatori di calore
esterni: tubi di largo
diametro per agevoli
operazioni di pulizia
Mesofilia e termofilia:
gestione del processo
ottimizzata
maggiore stabilità
Gas GasGas Gas
Contact process
Gas Gas GasGas
GasCSTR/Lagoon Upflow filter
Downflow filter
UASB HybridFluidised bed Biobed / EGSB / EGSB
IC
Processi anaerobici, le nostre tecnologie
Tecnologie anaerobiche: fanghi granulari
UASB e EGSB
Gas
UASB
Gas
Biobed / EGSB / EGSB
Impianti trattamento acque reflue
Reflui con elevati tenori di COD
Birrifici, succhi, distillerie
Sottoprodotti liquidi del settore alimentare
Carichi specifici: 10-20 kgCOD/m3 d
Rese ~ 80%
Tecnologie anaerobiche: BIOMETTM
Gas
Contact process
Rendere lo scarto una risorsa:
Fanghi
Insilati
Rifiuti
Sottoprodotti alimentari
Carichi specifici: 3-4 kgCOD/m3 d
Rese ~ 70%
Tecnologie anaerobiche: AnMBR
Digester Feed 60,000 mg/L on leftMBR permeate 200 mg/L on right99.5% efficiency
Tecnologia per la produzione di biogas da biomasse agricole, sottoprodotti agro-industriali e rifiuti organici
BIOMETTM
Demolizione idrolitica delle proteine, carboidrati e
lipidi per la produzione finale di zuccheri, aminoacidi
ed acidi a basso peso molecolare che formano il
substrato (COD) per i batteri metanogenici
Brevi tempi di carico della razione giornaliera di
biomassa – effetto buffer
Idrolisi come fase “separata”
Portata costante di prodotto omogeneizzato nelle 24 ore
al reattore biologico anaerobico
Soluzioni ingegneristiche VWS Italia
Scambiatore di calore esterno
Reattori con rapporto altezza/diametro
Sistemi di miscelazione esterni
Sistemi di miscelazione all’esterno dei reattori:
Pompe esterne di triturazione/miscelazione per una
disgregazione ottimale della biomassa e la facilitazione
delle operazioni di manutenzione
Sistemi di miscelazione
Lo scambiatore di calore in perfetto contro-corrente in acciaio
inox è posizionato esternamente � alta performance
Tubazioni facilmente accessibili grazie all’ampio
diametro
Scambiatore di calore esterno
Semplicità nelle operazioni di pulizia
Reattori dalla forma migliorata per una miscelazione ideale
Reattori con rapporto altezza/diametro (~ 0.7) maggiorato
per un miglior grado di miscelazione, minima perdita di
energia termica (termofilia) e riduzione della formazione
di schiuma e depositi
La configurazione del reattore Veolia Italia
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 20
L’approccio industriale
Vendita dell’energia
elettrica
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 21
Efficienza massimizzata: 365 giorni di attività, 24/24h
Maggiore stabilità: ottimale controllo del processo grazie alla configurazione bi-stadio
Flessibilità: funzionamento in diverse condizioni operative ed alimentazione con qualsiasi tipo di biomassa
Affidabilità: un sistema di automazione costituito da PLC controlla tutte le logiche di funzionamento e di regolazione dell’impianto e registra lo storico dei parametri di interesse. Un PC agisce da interfaccia e indica graficamente i parametri di funzionamento dell’impianto
Semplicità di gestione: scambiatori di calore e sistemi di miscelazione esterni rendono la manutenzione dell’impianto estremamente agevole e veloce
L’approccio industriale
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 22
Industrie agro-alimentari
Aziende agricole
Allevamenti animali
Industrie alimentari
Industrie chimico-farmaceutiche
(+ PTA e bioetanolo)
Industrie della carta
Industrie trattamento reflui
Rifiuti organici (FORSU)
Qualsiasi tipo di substratoScarti da macellazione, produzione
agricola, produzione lattiero casearia;
insilato di mais, liquami zootenici
Le nostre applicazioni BIOMET
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 23
Know-how ed esperienza
CRED - Centre de Recherche et Développment
Anjou Recherche
Politecnico di Milano
Università di Milano
Università di Verona
Università di Udine
IFAS Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft,
Hamburg University
Sinergie
Servizio post vendita:
la garanzia della soluzione nel tempo
Assistenza
Manutenzione
Parti di ricambio
Chimici “green oriented”
Controllo biologico
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 24
Referenze
Luogo: Pomposa, Italia 2010
Settore: Industria conserviera
500 referenze in tutto il mondo
Potenza: 1000 kW el.
Alimentato, codigestione:
- 12700 t/anno frutta e sottoprodotti vegetali (18% ST, 90% SV/SV)
- 13700 t/anno insilato di mais (35% ST, 95% SV/SV)
- 10300 t/anno fanghi da impianto trattamento acque reflue (14.6% ST, 56% SV/SV)
Processo: idrolisi, digestione, digestato liquido da WWTP; essiccazione digestato solido
Mix: 10% ST nel reattore di idrolisi
Idrolisi: 1 x 1500 m3 - Termofilia 55°C
Digestione: 2 x 3400 m3 - Termofilia 55°C
Totale HRT: 36 giorni
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 25
Referenze
Luogo: Parma, Italia 2008
Settore: grande azienda agricola
Potenza: 1000 kW el. (8000 MWh/anno)
Processo: 3 stadi - idrolisi, digestione primaria e secondaria
Mix: 10% ST nel reattore di idrolisi
Idrolisi: 1 x 1500 m3 - termofilia 55°C
Digestione primaria: 2 x 2500 m3 - termofilia 55°C
Digestione secondaria: 1 x 1400 m3
Total HRT: 38 giorni
Alimentato: 20.000 t/anno di insilato di mais (35% ST, 90% SV/SV)
500 referenze in tutto il mondo
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 26
Referenze
Luogo: Viadana, Italia 2010
Settore: industria alimentare (latte di soia)
Tecnologia: UASB fanghi granulari
Potenza: 300 kW el. + recupero energia termica
Alimentato: acque reflue da produzione latte di soia (COD 12000 g/m3; portata12 m3/h)
Processo: idrolisi, digestione, impianto trattamento acque reflue; scarico in acque di superficie
500 referenze in tutto il mondo
VWSItalia2011_BIOMETTM_Ita 27
Depackaging di diverse tipologie di rifiuti: latticini, carne, bevande, pasta,
prodotti da forno, etc.
Pretrattamenti
Ecrusor I: recupero della frazione organica per produrre biogas
Separazione e triturazione della frazione organica del rifiuto solido
Riduzione dei costi di smaltimento ed aumento delle performance
dell’impianto BIOMETTM
Alimenti scaduti imballati
Depackaging
10 minuti dopo
20 minuti dopo
Imballaggi rifiuto
Trattamento e riduzione del digestato con valorizzazione dell’energia termica disponibile da cogenerazione
26 settembre 2012
29
Design & Build
BiometTM
Impianti Design & Build
per trattamento acque
Impianti anaerobici per
produzione biogas da
biomasse
Soluzioni tecnologiche
standard per il
trattamento di acque
reflue e di processo
Solutions
Service:
consulenza,
manutenzione,
analisi, prodotti chimici,
noleggio unità mobili
IdrascreenTM
IdraflotTM
EvaledTM
Service
AquamoveTM
Organizzazione e offerta tecnologica
30
Riduzione volume digestato 10-30 volte
BIOMETTM: mappa dell’impianto
Opportunità di
cogenerazione
31
Cogenerazione
Combustibile
100%
Energia termica
effettiva
En.
meccanica
44%
En.
Termica
56%
Energia elettrica
44%
42%
BILANCIO ENERGETICO
PERDITA GENERATORE 2%
MOTORE ALTERNATORE
combustibile
aria
ele
ttri
cità
Acqua calda
Ra
ffre
dd
am
mo
tore
e g
as
esa
ust
ig
as
esa
ust
i
PERDITA DI ENERGIA: 12%
32
Valorizzazione energia termica
Possibili utilizzi:
Riscaldamento processo di digestione (fissa e parziale)
Teleriscaldamento di edifici o processi agro-industriali(a complemento)
Trattamenti termici del digestato (a complemento)
Industria
Biogas da rifiuti
Az. Agricole vulnerabili
33
La soluzione di Veolia Italia
Utilizzo dell’energia termica per il trattamento del digestato
con tecnologie di evaporazione/cristallizzazione
EVALEDTM
AircoolerAircooler
Scambiatore di caloreBiogas
Energia
elettrica
Motore
34
La soluzione di Veolia Italia
Separazione
solido liquido
Digestato
liquido
distillato
Digestato
solido
Digestato
Acqua a scarico
/ riutilizzo
35
La soluzione di Veolia Italia
Step principali del processo completo:
Correzione pH e degasaggio: riduzione alcalinità e salificazione ammoniaca presente
1° stadio di concentrazione con unità EVALEDTM
sottovuoto a circolazione forzata e scambiatore esterno
2° stadio di concentrazione con unità raschiata EVALEDTM RW sotto vuoto
Post-trattamento dei condensati prodotti con unità di osmosi inversa doppio stadio (concentrato inviato in testa agli evaporatori EVALEDTM )
36
La soluzione di Veolia Italia
Risultati:
Valorizzazione e concentrazione digestato liquidofino a consistenza palabile
Possibilità di compostaggio sul concentrato
Riduzione dei costi di trasportoper la valorizzazione agronomica
Evaporato di qualità scaricabile o riutilizzabilecome acqua di processo/industriale
Possibilità di usufruire di certificati bianchi e in futuro di bonus attualmente previsti per recupero/valorizzazione energia termica
Flessibilità: possibilità di realizzazione parzialedello schema di trattamento
37
Evaporazione
EVALEDTM
Circolazione forzata per raggiungere rese elevate
e trattare reflui ad elevato potenziale di sporcamento
con manutenzioni contenute
Unità standardizzate, pre-ingegnerizzate, plug&play, testate con numerose referenzein applicazioni simili
Consumi energeticiminimizzati
38
Superconcentrazione
EVALEDTM
Unità standardizzate, pre-ingegnerizzate, plug&play, testate con numerose referenzein applicazioni simili
Consumi energeticiminimizzati
Altissimi recuperi
Concentrato palabile
Manutenzioni ridotte
39
Un esempio
Recupero e sfruttamento quasi totale
dell’energia termica
Impianto da 999 kW elettrici da scarti agroindustriali e F.O.R.S.U.
Energia termica disponibile: circa 1000 KW termici
Energia termica richiesta da processo BIOMETTM in termofilia : circa 20-25% grazie a ottimizzazioni costruttive del processo stesso
Quantità di digestato liquido: circa 30-35 ton/giorno
Energia termica richiesta per soluzione EVALEDTM EW+RW: circa 700-750 kW
40
Un esempio
Parametro UM Digestato ingresso (dopo separazione solido-liquido)
Condensato in uscita
pH 7-8 6-9
TS % 2-4
Digestato dopo separazione solido liquido
Portata: 35 m3/giorno
TS: 2%
Conc RO a evaporazione
5-7 m3/giorno
Dist 90-92%
37-38 m3/giorno
Dist 70-75%
2.5-3 m3/giorno
Concentrato
3-4 m3/giorno
TS 18-20%
Concentrato
1-1.5 m3/giorno
TS60-65%
Permeato allo
scarico
33.5-34 m3/giorno
alla valorizzazione
agronomica
o compostaggio o
smaltimento
Resa globale > 96%
EVALEDTM EW 60000
ROdoppio stadio, doppio passaggio
EVALEDTM RW 6000
41
Bilancio di materia
42
Conclusioni
Completamento filiera BIOMETTM con:
Valorizzazione anche economica (certificati bianchi/bonus): energia termica disponibile altrimenti inutilizzata
Miglioramento gestione digestato liquido: spandimento o smaltimento
Gestione del digestato anche in contesti in cui non è possibilelo spandimento: rifiuti, industrie ecc. con ottimizzazione deicosti di gestione
Possibilità di riutilizzo con produzione di acqua industrialedi ottima qualità
43
Alcune foto
44
Alcune foto
45
Alcune foto
46
Alcune foto
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Grazie
Ottavio Micheletti
www.veoliawaterst.it