FAST Ozonolisi dei fanghi analisi di un caso - Lorenzo Gomarasca
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Lorenzo Gomarasca
FAST
Ozonolisi dei fanghi
analisi di un caso
AGENDA
• Intro, cos’è
• Applicazioni
• Come si produce
• Ozonolisi fanghi
• Come funziona
• Schema impianto
• Caso reale
Cos’è l’ozono?
• Gas tossico dal odore pungente
O3
• È un forte ossidante multifunzione
• Vita breve!
Acqua da pochi secondi fino a 25 min
Aria, fino a 12h
La molecola: Molecola formata da tre atomi di ossigeno • Formula chimica: O3 • Peso molecolare: 48 g/mol • Punto di ebollizione -112°C • Densità @ 1013 mbar, 0°C: 2,14 kg/m³ • Potenziale REDOX 2,07 V Concentrazione in ambiente • Percezione olfattiva 0,01 ppm • Pre-Allarme da sensori 0,1 ppm • Allarme di automatico di sicurezza 0,3 ppm • Limite umano tollerabile 15min 0,5 ppm
Lista applicazioni tipiche riconosciute International Ozone Association MUNICIPAL* INDUSTRIAL MEDICAL FOOD •ActivatedSludge Air Treatment* Agriculture Dental •Advanced Oxidation Aquaculture Bottled Water* Medicine •Biofiltration Aquariums* Citrus Ozonated Oil •Bromate Ballast Water Grain Ozone Therapy •Coagulation Clean in Place (CIP)* Mold Wounds •Color reduction Cooling Towers Preservation •Cryptosporidium Cosmetics Seafood* •Cyanotoxins Electronics Shellfish •DrinkingWater Fire Restoration* Storage* •Flocculation Fisheries Winery* •Flotation Gas Scrubbers •Giardia Greenhouses •HaloaceticAcids(HAAs) Laundry* •HydrogenSulfide Livestock •Iron Mining* •Manganese Night Soil •Membrane Fouling Nitrogen Oxide (NOx) •Natural OrganicMatter(NOM) Plastics •Oxidation Pools and Spas •Pathogens Pulp and Paper •Pesticides Soil Remediation •Pharmaceuticals •SludgeReduction •Taste and Odor •Trihalomethanes(THMs) •Volatile OrganicCompounds(VOCs) www.ioa-pag.org •WastewaterTreatment •Water Reuse (*)Narrative on-line available free
Come si produce l’Ozono? Metodi principali: • Elettrolisi chimica del acqua • Fotochimica con lampade a raggi UV • Scarica elettrica metodo industriale scarica elettrica a corona
Come si produce l’Ozono? Scarica elettrica ad effetto corona: Consiste nella ionizzazione dell’aria presente in uno strato cilindrico (di qui il termine corona). Ionizzazione del gas si ottiene quando il valore del Campo Elettrico supera quello della rigidità dielettrica del materiale (isolante). Molecole di ossigeno Gli atomi di ossigeno Formazione ozono vengono rotte ad atomi si ricombinano con le dal campo elettrico molecole di ossigeno
Cosa serve :
Gas di Energia Acqua per
alimentazione elettrica raffreddamento
Elettrodo WEDECO Effizon® evo 2G
Tubo metallico Calza metallica
(messa a terra) (5500Volt) Terminale
(carica elettrica)
Acqua per
raffreddamento
Tubo vetro Cilindro vetro
(dielettrico isolante) (supporto)
Materiali: vetro borosilicato / acciaio inox
Elettrodo WEDECO Effizon® evo 2G : 1. Bassi consume energetici kW / kg O3 2. Alta concentrazione 3. NON necessita di fusibili di protezione 4. Manutenzione minima 5. Garanzia elettrodi 10 anni
Ozonolisi fanghi biologici
Ozonolisi fanghi biologici Riduzione della produzione specifica dei fanghi di supero del depuratore(kgSS/kgCODr) Dose : 30 - 50 gO3/ kgSS fanghi attivi Tempo di contatto: 10 – 20min Benefici addizionali: • Riduzione filamentosi e schiume • Migliore sedimentazione fanghi (riduzione SVI) • Migliore disidratazione con minore uso di reagenti
Ozonolisi - Come agisce
Struttura della cellula batterica
Ozonolisi, rottura
del muro cellulare
al contatto
Parete cellulareEffetto della lisi cellulare
+O3
Fango attivo Fango attivo
PRIMA DOPOSchema impianto depurazione fanghi attivi
convenzionale
Chiarificato
Trattamenti
Primari Biologia Sedimentatore
Supero
Ricircolo fangoSchema impianto ozonolisi Reintegro in vasca fango lisato
Chiarificato
Trattamenti
Biologia Sedimentatore
Primari
Supero
Ricircolo fango
Eiettore gas nel liquido
Zona di contatto
Pompa Ozonolisi
Generatore OzonoSchema impianto ozonolisi Reintegro in vasca fango lisato
Chiarificato
Trattamenti
Biologia Sedimentatore
Primari
Supero
Ricircolo fango
Eiettore gas nel liquido
Zona di contatto
Pompa
Generatore OzonoSchema impianto caso reale
Reintegro in vasca fango lisato
Misuratore Ozono
in ambiente
Chiarificato
Trattamenti
Biologia Sedimentatore
Primari
Supero
Ricircolo fango
Misuratore
portata fango
Trituratore Eiettore gas nel liquido
Pompa
Misuratore Ozono
prodotto in fase gas
LOX O2
Chiller
Generatore Ozono
Misuratore Ozono
in ambienteSchema impianto caso reale
Sedimentatore Biologia Sedimentatore
Chiller
LOX O2
PLC
generatore ozonoDati produzione Ozono al 10%wt
Caso reale - inserimento Produzione max O3 12 kgO3/h
Fabbisogno di O2 83,7 Nm3/h
Portata ozono in uscita @ 10%wt 80,9 Nm3/h
Acqua Raffreddamento 19 m3/h @ 15 °C
Potenza assorbita 110 kW
Energia specifica assorbita 9,2 kWh/kgO3Generatore ozono in container + LOX
Circuito di raffreddamento Interno container
Eiettore gas+fango
Serbatoio di contatto plug-flow
Sensore ozono residuo
Monitoraggio Parametri Gestionali • Fanghi biologici: portate, portate ricircolo alla lisi, ossigeno disciolto in vasca, concentrazione fanghi, qualità dei fanghi nei vari punti.. • Produttore ozono : produzione ozono,consumi energetici, uso gas, temperature.. • Consumo poli-elettrolita in disidratazione • Qualità dei fanghi disidrati • Quantità smaltita di fanghi finali
Risultati
Indicazioni preliminari 2019
Sei mesi di sperimentazione con dose in aumento da 6 a 9,5kg/hO3 :
• Riduzione produzione fanghi da 16 13 cassoni/giorno obbiettivo 10
• Disidratazione da due presse in parallelo 6h/giorno una sola pressa a 6h/giorno
• Evidente abbassamento della coperta del fango da 1m a oltre 2,5m in poche
settimane
Situazioni al contorno complesse e spesso impreviste!!Risultati a fine anno
Risultati presentati dal ente finale presso Ecomondo 2019
Smaltimento fanghi Vs Dose O3
2500 14
Fanghi [ton] Ozono [kgO3/h]
12
2000
10
1500
8
6
1000
4
500
2
0 0
feb mar mapr mag giu lug ago set ottRisultati a fine anno
Risultati presentati dal ente finale presso Ecomondo 2019
Risultati 26-27%
Percentuale secco fango disidratato SS %
29
27
25
23
21
19
17
15
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
SS %Lorenzo.gomarasca@xyleminc.com Product Manager Italy WEDECO & Leopold Xylem Water Solution Italia S.r.l. Via Gioacchino Rossini, 1/A - 20020 Lainate (Milano) www.xyleminc.com
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