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n.12 novembre 2013
di solidi volatili e alla
conseguente produzione di
biogas.
Di seguito sono descritti solo
i processi che già sono stati
applicati in impianti in piena
scala. La disintegrazione
cellulare può essere realizzata
per via termica (a 170-
190 °C per 30-60 minuti),
ottenendo un elevato livello di
solubilizzazione, unitamente
alla modificazione delle
caratteristiche del fango,
che porta a un significativo
miglioramento della filtrabilità,
e alla riduzione dei patogeni
[12,13]. Come processo di
pretrattamento a monte della
digestione anaerobica, esso
può consentire di ridurre la
produzione finale di fango
del 50-70%. Il processo
brevettato ‘Cambi’ (Figura 1)
opera a temperatura di 170 °C
e pressione di 8 bar, per circa
45 minuti. Il processo avviene
in 5 fasi: 1) pre-disidratazione
meccanica fino al 15-20% di
secco; 2) omogeneizzazione e
preriscaldamento nel Pulper
dove è alimentato il vapore
prodotto nel reattore e
nel serbatoio di flash; 3)
dissoluzione nel reattore
ad elevata pressione e
temperatura per effetto di
alimentazione diretta di
vapore vivo;
4) raffreddamento nel
serbatoio di flash per
riduzione della pressione a
4 bar da cui è recuperato
vapore da utilizzare nel
reattore; 5) ulteriore
raffreddamento prima
dell’alimentazione al
digestore anaerobico mesofilo
convenzionale. Secondo
la società detentrice del
brevetto con il processo
Cambi è possibile ottenere un
incremento di abbattimento
dei solidi volatili superiore al
50% rispetto alla digestione
convenzionale mesofila
(con analogo incremento
di produzione di biogas) e
una sensibile riduzione della
viscosità del fango (Figura 1).
Il pretrattamento con
ultrasuoni è stato investigato
negli anni mediante studi in
scala di laboratorio, pilota e
reale. Le forze meccaniche
generate dagli ultrasuoni sono
in grado di disintegrare la
struttura del fiocco di fango
anche a basse energie:
incrementando l’energia si
può giungere alla rottura
completa delle membrane
cellulari con conseguente
rilascio in soluzione di
grandi quantità di materiale
organico [14,15] migliorando
le prestazioni della digestione
anaerobica [16-18]. L’Istituto
di Ricerca sulle Acque ha
condotto diverse prove di
digestione anaerobica di
fanghi secondari (tal quali
o pretrattati con ultrasuoni)
variando il carico organico
in ingresso. Il trattamento
di sonicazione è risultato
vantaggioso nell’incrementare
significativamente le
prestazioni del processo
anaerobico, operando a
medio e basso carico (<1,5
g SV L-1 d-1). L’incremento
massimo (+28%) di
produzione specifica di biogas
si è avuto per il test condotto
a basso carico. Il trattamento
di sonicazione non è apparso
invece conveniente per il test
condotto a elevato carico
organico (3 g SV L-1 d-1),
probabilmente a causa di
un sovraccarico di sostanza
organica solubile rispetto alla
biomassa anaerobica.
Il pretrattamento di
sonicazione è stato
applicato anche in impianti
in piena scala, soprattutto in
Germania.
Presso l’impianto di
depurazione di Bamberg, con
potenzialità di circa 330.000
AE sono stati istallati, nel
2004, due sonicatori che
trattavano una portata di
fanghi ispessiti pari al 30% di
quella complessiva in ingresso
ai digestori. Con un’energia
specifica di sonicazione
pari a circa 80 kJ/kg solidi è
stato possibile incrementare
l’abbattimento dei solidi
volatili dal 34% al 45% e la
produzione di biogas del 16%.
Ancora più interessante è
risultata l’applicazione degli
ultrasuoni sull’impianto di
depurazione di Meldorf da
65.000 AE, il cui obiettivo
principale era di ridurre i
gravi problemi di ‘foaming’
nei digestori dovuti alla
crescita eccessiva di batteri
filamentosi nel fango [19]. La
concentrazione di solidi volatili
dopo digestione si è ridotta dal
60 al 45% di solidi totali.
Conclusioni
La gestione dei fanghi di
depurazione deve perseguire
l’obiettivo principale delineato
nella nuova Direttiva sui rifiuti
2008/98 e cioè la prevenzione.
È quindi indispensabile che
il trattamento delle acque
di scarico e dei fanghi sia
ripensato in modo che la
produzione di questi ultimi
sia minimizzata. Sono già
numerosi gli esempi in
letteratura di interventi mirati
sulla linea acque per stressare
la biomassa in modo che il
processo catabolico (consumo
di substrato) prevalga su
quello anabolico (produzione
di nuova biomassa).
I processi brevettati hanno
l’obiettivo di produrre un
danneggiamento della
membrana cellulare tale che i
microrganismi siano costretti
a consumare energia e
substrato per la ricostituzione
della membrana stessa,
FOCUS
