Inserimento di un gassificatore dei fanghi nell'impianto di depurazione delle acque reflue di Ravenna

Introduzione 
 
II
 
 
 
Inserimento di un gassificatore dei fanghi nell’impianto di depurazione delle acque reflue di Ravenna 
Lo scopo della mia tesi consiste nell’effettuare uno studio di fattibilità tecnico-economica, 
dell’inserimento di un gassificatore, come stadio finale della linea fanghi del depuratore di 
acque reflue di Ravenna. Tale tesi, è stata condotta in collaborazione diretta con HERA (la 
società che gestisce l’impianto di  depurazione di Ravenna ) e con la ditta SYNGEN di 
Piacenza che ha progettato e brevettato l’impianto di gassificazione. 
Per uno studio di questo tipo, è stato necessario effettuare un’analisi preliminare di tutte le 
fasi costituenti l’intero impianto di depurazione, dal tratto fognario entrante, al deposito 
finale dei fanghi in discarica, con particolare attenzione alla linea fanghi; è anche 
importante sottolineare che l’impianto di depurazione è ciclico e quindi, l’inserimento di una 
qualunque fase al suo interno, va a modificare l’assetto globale, creando molto spesso 
delle problematiche annidate di cui ne vanno studiati a fondo gli effetti. 
La gassificazione dei fanghi si inserisce poi in un contesto molto ampio che riguarda le 
problematiche, attualmente ancora in via di sviluppo, sull’utilizzo di forme di energia 
rinnovabili, come alternativa a quelle non rinnovabili, e che  tocca anche nel profondo le 
tematiche sulle emissioni  inquinanti che tanto tormentano e tormenteranno le politiche 
economico-sociali dei governi nel futuro. 
Nella mia tesi, viene innanzitutto descritto dettagliatamente,  il depuratore delle acque 
reflue di Ravenna, descrivendone: le potenzialità, le caratteristiche tecniche, le attività, i 
controlli e gli schemi di trattamento. Segue una trattazione della teoria della gassificazione 
delle biomasse ed un confronto tra le varie tecnologie esistenti, in modo da avere le basi 
per comprendere tutti i vantaggi dell’impianto di gassificazione prodotto dalla SYNGEN ; 
una particolare attenzione è dedicata alle tecniche di purificazione del gas  di sintesi  prima 
dell’utilizzazione, considerate il primo stadio di trattamento delle emissioni in atmosfera. 
 
 
Introduzione 
 
III
 
 
 
Inserimento di un gassificatore dei fanghi nell’impianto di depurazione delle acque reflue di Ravenna 
Successivamente è fornita una descrizione dei principi e delle tecnologie relative agli 
essiccatoi. Infatti, l’inserimento di un essiccatoio, deriva dalla necessità di avere un 
combustibile nel campo della combustione autosostenuta, affinché possa mantenersi il 
processo endotermico di gassificazione. 
L’impianto della SYNGEN, appositamente progettato per questa taglia di depuratori, è 
descritto nei particolari tecnici. Vengono riportati inoltre, i dati di una campagna di prove 
sperimentali, condotte direttamente su un prototipo, per la validazione di un modello in 
grado di governare lo scaling-up del sistema di gassificazione. 
Infine, si affronta lo studio di fattibilità tecnico-economica, dei possibili scenari tecnologici, 
comparandoli in diverse ipotesi gestionali, per offrire al decisore, un portafoglio di soluzioni 
entro cui individuare il percorso tecnico-gestionale ottimale. 
 
 
1. Impianto di depurazione di Ravenna 
 
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Inserimento di un gassificatore dei fanghi nell’impianto di depurazione delle acque reflue di Ravenna 
CAPITOLO 1 
 
IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI RAVENNA 
 
1.1 CENNI SULLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE 
 
 
Gli insediamenti urbani necessitano di un sistema di depurazione della materia organica 
prodotta, cioè dei cosiddetti scarichi civili. Cosa si intende con il termine depurazione? 
Essa rappresenta una vera e propria ‘digestione’ delle acque di scarico ad opera di 
microrganismi; si parla infatti di impianti di depurazione biologica, un processo naturale 
condotto da organismi viventi che, come vedremo più avanti, avviene in altri termini anche 
nei nostri fiumi. Questo problema esiste per la piccola borgata in montagna come per il 
grande centro della pianura: ovviamente, gli impianti di depurazione non saranno gli 
stessi, né avranno le stesse dimensioni. Infatti, la capacità ricettiva di un depuratore civile 
viene calcolata in base al carico idraulico, cioè a quanta acqua può arrivare 
dall’acquedotto (indicazione diretta del numero di abitanti), tenendo anche conto delle 
variazioni di flusso legate alla pioggia. I principali costituenti delle acque di scarico sono 
sostanza organica e materiale di scarto di altra origine. Tra gli organismi presenti nelle 
acque e quindi nel depuratore possiamo distinguere tra ’buoni’ e ‘cattivi’. I primi sono 
indispensabili nel processo di trasformazione della materia organica, sono coloro i quali 
lavorano direttamente, ‘digerendo’ la massa organica: costituiscono i cosiddetti ‘fanghi 
attivi’. I secondi sono organismi patogeni, come batteri e virus; essi possono essere 
presenti anche in grandi quantità nelle acque nere e nel depuratore, per cui sono 
necessari un attento controllo ed una disinfezione delle acque in uscita per evitare la 
contaminazione del territorio. Alcuni piccoli centri possiedono solamente vasche di 
 
1. Impianto di depurazione di Ravenna 
 
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Inserimento di un gassificatore dei fanghi nell’impianto di depurazione delle acque reflue di Ravenna 
decantazione, mentre aumentando il carico organico sono necessari i depuratori a fanghi 
attivi. Vediamo ora come è costituito uno di questi sistemi.  
 
 
 
LINEA  ACQUE
 
Le acque nere, raccolte da quella rete di collettori che chiamiamo fognature, giungono 
all’impianto di depurazione. All’ingresso, esiste un sistema di separazione, o ‘grigliaggio’, 
degli scarti che possono essere presenti nelle acque, come frammenti di plastica, cotton-
fioc ed altro. L’acqua passa quindi in una vasca successiva, in cui vengono sottratte la 
sabbia (dissabbiamento) e vengono raccolti gli olii eventualmente presenti. Si passa ad 
una vasca di sedimentazione, in cui la parte più densa inizia a separarsi dall’acquosa. 
Nella vasca di erazione avviene il vero processo di trasformazione microbica della materia  
Ingresso 
Dissabbiatore 
Vasca di Griglia Sedimentatore 
Disoleatore 
areazione 
Sedimentatore Clorazione 
Al fiume 
Inspessitore Digestore 
  LINEA FANGHI 
Alla discarica
Letti di 
essicamento
 
1. Impianto di depurazione di Ravenna 
 
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Inserimento di un gassificatore dei fanghi nell’impianto di depurazione delle acque reflue di Ravenna 
organica ad opera dei fanghi attivi. Uno o più sedimentatori finali completano il 
trattamento. L’acqua, disinfettata con il cloro, può tornare nel reticolo idrografico. Che fine 
fa il materiale solido? Esso viene avviato alla cosiddetta ‘linea fanghi’, al fine di ridurne il 
volume, la maleodorazione e la putrescibilità; raccolto dalle vasche di sedimentazione, 
viene ulteriormente addensato in appositi vasconi e successivamente sottoposto ad una 
digestione (biometanazione). Al termine, viene essicato, con appositi letti di essicazione 
e con sistemi di disidratazione meccanica. Il prodotto finale di questa linea di lavorazione è 
un fango che deve poi essere smaltito.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Impianto di depurazione di Ravenna 
 
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Inserimento di un gassificatore dei fanghi nell’impianto di depurazione delle acque reflue di Ravenna 
1.2 IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI RAVENNA 
 
 
 
 
 
 
Descrizione 
 
L’impianto collocato a Ravenna in Via Romea Nord 180/182 è stato attivato nel 1983 con 
potenzialità di 60.000 A.E. (abitanti equivalenti) e progressivamente ampliato fino a 
180.000 A.E.; attualmente alcuni comparti sono già dimensionati per 240.000 A.E. 
(sollevamento, reattori biologici, trattamenti chimico-fisici terziari).  
L'impianto riceve i reflui provenienti dalla città di Ravenna, dalla zona industriale Bassette, 
da alcune zone del forese e della costa; gran parte della fognatura adduce acque miste 
(nere + meteoriche).  
Sono addotti, inoltre: 
 
1. Impianto di depurazione di Ravenna 
 
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ƒ mediante una tubazione dedicata: reflui provenienti dall'impianto chimico-fisico-
biologico di via Romea Nord, Km 2,6 che tratta rifiuti liquidi e percolati di 
discarica; 
ƒ a mezzo autobotti, rifiuti liquidi provenienti da attività di espurgo di fosse settiche 
e manutenzioni fognarie. 
Attraverso altra tubazione dedicata è possibile ricevere direttamente i fanghi prodotti dal 
processo di potabilizzazione delle acque che si svolge presso lo stabilimento del NIP di via 
Bassette n.3; 
L'impianto è dotato di due cogeneratori che possono essere alimentati sia dal gas di rete, 
sia dal biogas che si produce nell'ambito della digestione anaerobica e che possono 
intervenire come generatori ausiliari in caso di mancanza di tensione, mantenendo attiva 
una parte dell'impianto. Esiste inoltre un volume di stoccaggio del biogas di 300 mc. La 
quantificazione del biogas prodotto è fatta in maniera indiretta sul calore consumato dalle 
caldaie dei digestori e non è quindi possibile conoscerne l’esatto valore. Nell’impianto 
sono presenti due trasformatori da 650 KW l’uno. I fanghi biologici disidratati vengono 
destinati di norma ad essere inviati in discarica.  
Durante il periodo estivo parte degli effluenti trattati viene inviata in fertirrigazione 
attraverso il canale Tomba, mentre il corpo idrico normalmente utilizzato per il recapito 
finale è il canale Cupa. 
Il complesso del depuratore di Ravenna è presidiato per 12 ore al giorno dal lunedì al 
sabato; la funzionalità dei sistemi è monitorata 24 ore al giorno da operatori di telecontrollo 
e la continuità del servizio è garantita da personale reperibile. 
L’impianto viene costantemente monitorato da strumentazione in continuo. I valori 
registrati dagli strumenti sono archiviati da un sistema informatico e possono essere 
 
1. Impianto di depurazione di Ravenna 
 
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Inserimento di un gassificatore dei fanghi nell’impianto di depurazione delle acque reflue di Ravenna 
facilmente consultati “on-line” dagli operatori attraverso pagine grafiche. Periodicamente si 
svolgono prelievi di fanghi e di acque nelle diverse fasi del processo. Nei fanghi, oltre ai 
consueti controlli di concentrazione e di volume, si identifica lo SBI mediante osservazione 
della microfauna. Sui reflui in uscita viene applicato il test di tossicità in ottemperanza alle 
prescrizioni di legge. I controlli dei parametri chimico-fisici sulle acque in ingresso e in 
uscita avviene con campionatori automatici refrigerati, nelle modalità concordate con le 
Autorità competenti in applicazione del D.Lgs 152/99 e successive modifiche.  
 
 
Dati principali sull’impianto 
 
 
 
VOLUME TOTALE DELL’IMPIANTO 
 
43250 mc 
 
POTENZIALITA’ DI PROGETTO ATTUALE 
 
180000 AE 
 
POTENZIALITA’ DI PROGETTO FUTURA 
 
240000 AE 
 
POTENZIALITA’ IMPIEGATA ATTUALMENTE 
 
177000 AE 
 
VOLUME TOTALE DEI REFLUI INVIATI ALL’IMPIANTO
 
16670600 mc 
 
PORTATA MEDIA MENSILE 
 
1466045 mc/mese 
 
ESTENSIONE DEL TERRITORIO SERVITO 
 
265 Km2 
 
ABITANTI RESIDENTI SERVITI 
 
142516 
 
ABITANTI FLUTTUANTI 
 
190000 
VOLUME TOTALE DI FANGHI PRODOTTI 
UTILIZZANDO LA FILTROPRESSA 
 
~13333 t 
VOLUME TOTALE DI FANGHI PRODOTTI 
UTILIZZANDO LA NASTROPRESSA 
 
 
~16000 t