PROTEZIONE DEL CLIMA

LA DISINTEGRAZIONE DEI FANGHI DI DEPURAZIONE CONTRIBUISCE ALLA PROTEZIONE DEL CLIMA

I circa 10.000 impianti di depurazione comunali nelle città e nei comuni hanno un’elevato fabbisogno di energia e, con una quota del 20 %, fanno parte dei maggiori utenti in ambito comunale. Il consumo di energia complessivo degli impianti di depurazione è di circa 4.400 gigawattora all’anno. Ciò corrisponde all’emissione di 3 milioni di tonnellate di CO2 all’anno [1].

La disintegrazione dei fanghi di depurazione con ultrasuoni consente di migliorare la stabilizzazione anaerobica, che viene praticata in tre quarti di tutti gli impianti di impianti di depurazione comunali. La decomposizione più ampia e accelerata della sostanza organica nei fanghi di depurazione consente una maggior produzione di gas che nei cogeneratori può essere sfruttata in termini di energia. Per contro sul bilancio energetico incidono negativamente il consumo di energia del modulo di disintegrazione e l’energia aggiuntiva richiesta per l’aerazione.

I calcoli seguenti mostrano che l’utilizzo del modulo di disintegrazione Smart DMS consente un notevole miglioramento del bilancio energetico degli impianti di depurazione e pertanto può fornire un contributo prezioso alla minimizzazione delle emissioni di CO2.

Campi di impiego e finalità della disintegrazione

Nella maggioranza degli impianti di depurazione comunali di una certa grandezza, i fanghi di sedimentazione vengono sottoposti a trattamento anaerobico, che in condizioni quadro idonee, comporta una stabilizzazione. La degradazione anaerobica della sostanza organica avviene – secondo l’attuale stato di conoscenze – in quattro fasi fino ad arrivare ai prodotti finali, e, cioè, acqua, metano e biossido di carbonio. Nella fase introduttiva dell’idrolisi avviene la scissione (cracking) di substrati polimerici con l’aiuto di esoenzimi in componenti disciolti a basso peso molecolare. Questa fase di scissione limita tuttavia la velocità dell’intero processo di degradazione anaerobica. Procedimenti idonei come la disintegrazione a ultrasuoni servono a supportare questa fase di scissione limitante dell’idrolisi.

Per definizione per disintegrazione si intende la frantumazione dei fanghi di sedimentazione con l’aiuto di agenti esterni. A seconda dell’intensità con cui avviene l’apporto di energia, quest’ultima provoca la disintegrazione della floculazione del fango e un’aumentata attività enzimatica fino ad arrivare ad una digestione dei microorganismi contenuti nel fango.

Le sostanze organiche liberate sono quindi più facilmente accessibili per la degradazione sia anaerobica che aerobica. Pertanto il campo di impiego va dall’intensificazione della stabilizzazione anaerobica mediante disintegrazione del fango della sovrapproduzione, alla minimizzazione della produzione di fanghi in eccesso o al miglioramento della capacità di denitrificazione mediante disintegrazione del fango di ritorno fino al trattamento mirato dei fanghi attivati per la riduzione dei batteri filamentosi.

Questo caso di impiego è particolarmente interessante proprio per quanto riguarda il guadagno energetico conseguente all’intensificazione della stabilizzazione anaerobica con aumentata produzione di gas e pertanto qui di seguito dovrà essere osservato più da vicino.