verticale

Approccio territoriale integrato alla gestione dei fanghi di depurazione e processi innovativi Via-Nitrito

(in parte in lingua inglese)

Processi innovativi Via-Nitrito per i surnatanti anaerobici.
Alto Trevigiano Servizi: depurazione e work in progress
I fanghi di depurazione
Approccio territoriale aziendale
Trattamenti Sidestream via nitrito

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
ACQUARIA ottobre 2017 Tecnologie e innovazioni per il trattamento delle acque

Pubblicato
da Benedetta Rampini
ACQUARIA 2017Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Veronafiere 18-19 ottobre 2017 Gli atti dei convegni e pi di 8.000 contenuti su www.verticale.net Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore 27 ottobre Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore Alimentare Alimentare Petrolchimico Alimentare 28 ottobre Alimentare Petrolchimico Alimentare Alimentare Petrolchimico Visione e Tracciabilit 28 ottobre Luce Energia Domotica LED Luce Energia Domotica LED ATTUALITA' SUL TRATTAMENTO DELLE ACQUE 18 OTTOBRE 2017 SALA RESPIGHI VERONA FIERE Supported by the Horizon 2020 Framework Programme of the European Union ALTO TREVIGIANO SERVIZI: DEPURAZIONE & WORK IN PROGRESS AGENDA I FANGHI DI DEPURAZIONE: SCENARIO NAZIONALE E INTERNAZIONALE I FANGHI DI DEPURAZIONE: GLI INDIRIZZI DELL' AEEGSI APPROCCIO TERRITORIALE AZIENDALE: ANALISI DELLO STATO DI FATTO APPROCCIO TERRITORIALE AZIENDALE: TECNOLOGIE PUNTUALI APPROCCIO TERRITORIALE AZIENDALE: TECNOLOGIE CENTRALIZZATE TRATTAMENTI SIDESTREAM VIA NITRITO: OPPORTUNITA' O NECESSITA' ' ALTO TREVIGIANO SERVIZI
Azienda a capitale pubblico
Comuni Soci 53
Area 1'375 km2
Popolazione 500'000
Fatturato 46 mln '
Dipendenti 240
REGIONE VENETO, S.I.I. ed ATS ORGANIZZAZIONE TERRITORIALE DEPURAZIONE AREA EST 24 COMUNI 25 IMPIANTI TRATTAMENTO 90 SOLLEVAMENTI FOGNARI AREA OVEST 29 COMUNI 41 IMPIANTI TRATTAMENTO 61 SOLLEVAMENTI FOGNARI CASTELFRANCO V. SALVATRONDA TREVISO MONTEBELLUNA SERNAGLIA DELLA B. CARBONERA CASTELFRANCO V. BORGO PADOVA VALDOBBIADENE MUSSOLENTE PAESE GIAVERA DEL M. IMPIANTI DI DEPURAZIONE - TOP 10 Costituzione ATS Gestione ed adeguamento impianti 2008 - 2017 2008 - 2013 ATS E LA DEPURAZIONE: ESPERIENZA RECENTE 2007 Acquisizione impianti 2012 - 2017 Ottimizzazione R&D 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 3 14 18 21 23 27 32 32 Personale servizio depurazione RUOLO N. Dirigente 1 Responsabile tecnico 3 Tecnico gestione 11 Operativo gestione 14 Tecnico utenze industriali 1 Amministrativo acquisti e rendicontazione economica 2 ENERGY SAVINGS
Progetto R.E.D. RECORDING ENERGY DATA Progetto P.M.M. PERMANENT MAGNET MOTORS (pumps, mixers, blowers) Progetto DIFFUSERS: sistemi di diffusione innovativi e modalit pulizia ENERGY PRODUCTION
Co-digestione Fango di depurazione + Spremuto di FORSU REDUCTION OF SLUDGE PRODUCTION
Project Sludge Dewatering Real Time Control Sludge Management Plan R&D
Progetto SMART-Plant (processi S.C.E.N.A & S.C.E.P.P.H.A.R.) Progetto A.I.A. ANAEROBIC INTERMITTED AERATION (N&P biological removal) OTTIMIZZAZIONE: WORK IN PROGRESS DATA CONTROL & AUTOMATION
Progetto P.O.P. PROBES OPERATIONAL PLAN Progetto DA.MA. DATA MANAGEMENT COLLABORAZIONI CON ENTI DI RICERCA PIATTAFORMA INTERUNIVERSITARIA (UNIVR - UNIVE) DI RICERCA PRESSO DEPURATORE DI TREVISO COLLABORAZIONI IN PROGETTI EUROPEI, RICERCHE, STAGE COORDINAMENTO TESI DI LAUREA E DOTTORATO: 12 UNIVR,UNIVE,UNIPD PIATTAFORMA INTERUNIVERSITARIA (UNIVR - UNIVPM) DI RICERCA PRESSO DEPURATORE DI CARBONERA FINANZIAMENTI EUROPEI PER RICERCA&SVILUPPO ANNO CALL ACRONIMO TITOLO 2012 LIFE + Environment Policy and Governance project application DIGESTREAT DEVELOPMENT OF INNOVATIVE PROCESSES AND SYSTEMS FOR THE TREATMENT OF DIGESTATE EFFLUENT PRODUCED FROM BIOWASTE 2012 LIFE + Environment Policy and Governance project application EFESTO ENERGY FOR ENVIRONMENT IN A SYNERGIC TERRITORIAL ORGANIZATION 2013 LIFE + Environment Policy and Governance project application BIONUTRE DEMONSTRATION OF ADVANCED BIOLOGICAL PROCESSES FOR NUTRIENTS REMOVAL FROM ANAEROBICALLY DIGESTED ORGANIC WASTE 2013 FP7 ENV.2013.WATER-INNO&DEMO-1 Water Innovation Demonstration Projects H2OVampIRe REVAMPING WATER MANAGEMENT ' TOWARDS INTEGRATED USE OF WATER, ENERGY AND RESOURCES 2013 HORIZON 2020_WATER JPI 2013 EMERGING_STP THE IMPACT OF NOVEL PROCESSES ON THE FATE OF EMERGING POLLUTANTS IN SEWAGE TREATMENT PLANTS 2014 HORIZON 2020_ED.2014 WASTE2WATER FIRST FULL SCALE APPLICATION OF INNOVATIVE BIOLOGICAL PROCESSES FOR RESOURCES RECOVERY AND NUTRIENT MANAGEMENT IN THE WASTE TO WATER INTERFACE 2014 LIFE + Environment Policy and Governance project application SUNSHINE SERVICES AND URBAN METABOLISM THROUGHT SYNERGIC INTEGRATION 2015 HORIZON 2020_ED. 2015 - Water-1b SMART-Plant SCALE-UP OF LOW-CARBON FOOTPRINT MATERIAL RECOVERY TECHNIQUES FOR UPGRADING EXISTING WASTEWATER TREATMENT PLANTS 2017 HORIZON 2020_H2020-IND-CE-2016-17 WATER CIRCE Paving the WATER utilities' transition towards CIRCular Economy 9 PROPOSAL PRESENTATE nell'ambito di fondi Life+ ed Horizon2020 2 FINANZIATE (EMERGIN_STP e SMART PLANT) con finanziamenti HORIZON2020 1 IN ATTESA DI ESITO (WaterCirce ' Horizon2020 ed.2016-2017 circular economy) FINANZIAMENTI LOCALI OTTENUTI PER PROGETTI DI RICERCA :
' n.1 Progetto FONDO SOCIALE EUROPEO (Regione Veneto FSE2007/2013_DGR 1686/2012) ' n.1 Progetto Joint Project 2015 (cofinanziamento Universit di Verona) LA PRODUZIONE DI FANGO: IMPIANTISTICA ITALIANA LINEA TRATTAMENTO FANGHI LINEA TRATTAMENTO ACQUE LINEA TRATTAMENTO SURNATANTI CICLO DI VITA DEL FANGO LA SITUAZIONE IN ITALIA E CONFRONTO UE RECUPERO FANGHI IN ITALIA (DATI AEEGSI 2014) PROSPETTIVE ED EVOLUZIONI NORMATIVE (DATI IRSA-CNR) LE CRITICITA' ANALIZZATE DALL' AEEGSI AEEGSI E SVILUPPI INDAGINE CONOSCITIVA IMPATTO QUALI-QUANTITATIVO RECUPERO ENERGETICO INCENTIVAZIONE AD INVESTIMENTI LINEA FANGHI INDICATORI AEEGSI IN PROSPETTIVA...2018 INDICATORI AMBIENTALI INDICATORI ENERGETICI ANALISI DELLA PRODUZIONE AZIENDALE 2013 2014 2015 2016 IMPIANTI Qm (mc/die) A.E.idr BOD5 (kg/die) A.E.org Fango (t/a) Qm (mc/die) A.E.idr BOD5 (kg/die) A.E.org Fango (t/a) Qm (mc/die) A.E.idr BOD5 (kg/die) A.E.org Fango (t/a) Qm (mc/die) A.E.idr BOD5 (kg/die) A.E.org Fango (t/a) CASTELFRANCO_VIA CERCHIARA 7.186 28.744 1.472 24.533 3.674 8.239 32.956 1.553 25.883 3.995 7.223 28.892 2.239 37.309 4.028 10.812 43.248 3.709 61.817 5.368 CARBONERA 16.971 67.884 2.240 37.333 1.676 17.457 69.828 2.822 47.033 1.448 13.781 55.123 2.395 39.912 1.422 15.856 63.425 3.043 50.714 1.900 CASTELFRANCO_VIA BORGO PADOVA 6.114 24.456 2.089 34.817 3.501 6.605 26.420 1.510 25.167 3.352 6.065 24.260 1.775 29.575 3.015 6.195 24.780 2.184 36.400 3.186 MONTEBELLUNA 6.217 24.868 1.369 22.817 2.665 6.531 26.122 793 13.217 2.621 9.397 37.590 1.399 23.315 3.131 6.426 25.704 1.568 26.134 3.149 TREVISO 19.309 77.236 2.204 36.733 3.080 19.456 77.824 1.553 25.883 3.068 17.151 68.605 2.873 47.890 3.271 18.390 73.561 1.423 23.716 3.265 PAESE 2.330 9.320 522 8.700 3.269 2.386 9.542 518 8.632 4.063 2.108 8.430 491 8.178 4.091 2.636 10.546 848 14.137 4.088 GIAVERA 4.301 17.204 596 9.933 938 3.858 15.432 436 7.267 757 4.527 18.109 486 8.102 625 3.982 15.927 500 8.327 653 MUSSOLENTE 3.934 15.736 445 7.408 605 3.759 15.036 286 4.767 707 2.351 9.404 176 2.939 632 2.870 11.480 402 6.697 610 ASOLO 1.400 5.600 247 4.122 142 1.491 5.964 205 3.415 65 1.390 5.560 323 5.383 113 1.029 4.116 237 3.950 46 SERNAGLIA 1.175 4.700 225 3.750 307 1.264 5.056 239 3.983 270 1.372 5.488 337 5.624 372 1.572 6.288 213 3.554 311 PEDEROBBA 720 2.880 95 1.583 26 720 2.880 89 1.483 45 859 3.436 103 1.717 131 810 3.240 167 2.783 10 ALANO 880 3.520 154 2.567 49 1.012 4.046 182 3.033 866 3.464 183 3.046 31 923 3.692 144 2.400 0 FARRA 936 3.744 141 2.342 74 1.074 4.296 112 1.867 82 901 3.604 128 2.139 72 1.140 4.560 139 2.319 848 VALDOBBIADENE 1.137 4.548 304 5.067 670 1.191 4.764 286 4.767 406 1.123 4.493 199 3.317 476 1.297 5.188 88 1.468 551 FONTE 978 3.912 56 927 9 755 3.018 25 424 24 788 3.152 74 1.225 12 837 3.348 58 958 0 CORNUDA 461 1.844 68 1.133 22 393 1.572 50 833 64 301 1.204 44 733 100 335 1.340 37 617 31 VIDOR 614 2.456 36 600 21 683 2.732 29 479 23 607 2.427 25 413 20 636 2.544 17 291 31 MASER 1.060 4.240 143 2.378 21 998 3.992 98 1.633 110 737 2.948 146 2.440 282 64 TOTALE 74.787 299.148 12.264 204.402 20.676 76.796 307.185 10.674 177.899 21.018 70.646 282.584 13.267 221.118 21.751 74.606 298.425 14.638 243.963 23.262 ANALISI DELLA PRODUZIONE AZIENDALE 2013 2014 2015 2016 IMPIANTI Fango (t/a) Fango (t/a) Fango (t/a) Fango (t/a) CFV_SALVATRONDA 3.674 3.995 4.028 5.368 CARBONERA 1.676 1.448 1.422 1.900 CFV_ BORGO PADOVA 3.501 3.352 3.015 3.186 MONTEBELLUNA 2.665 2.621 3.131 3.149 TREVISO 3.080 3.068 3.271 3.265 PAESE 3.269 4.063 4.091 4.088 GIAVERA 938 757 625 653 SERNAGLIA 307 270 372 311 VALDOBBIADENE 670 406 476 551 MUSSOLENTE 605 707 632 610 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 2013 2014 2015 2016 Produzione di fango annua (tonn/anno) 2013 2014 2015 2016 CFV_SALVATRONDA 150 154 108 87 CARBONERA 45 31 36 37 CFV_BORGO PADOVA 101 133 102 88 MONTEBELLUNA 117 198 134 121 TREVISO 84 119 68 138 PAESE 376 471 500 289 GIAVERA 94 104 77 78 SERNAGLIA 82 68 66 87 VALDOBBIADENE 132 85 143 376 MUSSOLENTE 82 148 215 91 0 100 200 300 400 500 600 2013 2014 2015 2016 KPI_Produzione specifica fango (kg Fanghi /AE*anno) ANALISI DELLA PRODUZIONE AZIENDALE 2013 2014 2015 2016 Qm (mc/die) 74.787 76.796 70.646 74.606 BOD5 (kg/die) 12.264 10.674 13.267 14.638 A.E.org 204.402 177.899 221.118 243.963 Fanghi (tonn/anno) 20.676 21.018 21.751 23.262 Indice Fanghi/A.E.org 101 118 98 95 20.676 21.018 21.751 23.262 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 2013 2014 2015 2016 Fanghi annuali prodotti (tonn/anno) 204.402 177.899 221.118 243.963 0 25.000 50.000 75.000 100.000 125.000 150.000 175.000 200.000 225.000 250.000 275.000 300.000 2013 2014 2015 2016 Abitanti Equivalenti organici trattati 101 118 98 95 0 25 50 75 100 125 150 2013 2014 2015 2016 KPI_Fanghi prodotti per AE organico (kg/AE*anno) COSTI DI GESTIONE ' 80,00 ' 69,00 ' 69,00 ' 71,00 ' 94,40 ' 104,21 '000 '020 '040 '060 '080 '100 '120 2013 2014 2015 Gen-Lug 2016 Ago - Dic 2016 2017 Costo specifico annuo (Euro/tonn Fango) FANGHI ' 1.548.533,82 ENERGIA ELETTRICA ' 2.238.647,96 PRODOTTI CHIMICI ' 267.242,00 Anno FANGHI ENERGIA ELETTRICA PRODOTTI CHIMICI TOTALE 2013 ' 1.443.660,09 34% ' 2.446.280,50 58% ' 311.496,19 7% ' 4.201.436,78 100% 2014 ' 1.181.681,89 31% ' 2.333.821,64 61% ' 287.314,00 8% ' 3.802.817,53 100% 2015 ' 1.232.735,59 33% ' 2.201.115,08 59% ' 295.456,00 8% ' 3.729.306,67 100% 2016 ' 1.548.533,82 40% ' 2.021.278,21 53% ' 267.242,00 7% ' 3.837.054,03 100% '- '500.000 '1.000.000 '1.500.000 '2.000.000 '2.500.000 '3.000.000 '3.500.000 '4.000.000 '4.500.000 2013 2014 2015 2016 Fanghi
Energia
Chemicals
Totale SCENARIO VIVERACQUA ' PRODUZIONE FANGHI T.Q. ' 45.062 tonn/y Azienda tonn/anno ATS 23.262 BIM 4.000 PIAVE SERVIZI 13.500 LTA 4.300 ASI 7.000 VERITAS 36.900 ACQUE VERONESI 39.190 DEP. BENACENSI 15.000 AVS 7.300 ETRA 31.200 ACQUE VICENTINE 10.100 POLESINE ACQUE 9.500 CVS 12.139 ' 43.900 tonn/y ' 48.600 tonn/y ' 54.190 tonn/y ' 21.639 tonn/y 1. MONITORARE PIANI ANALITICI DI CONTROLLO DELLE VARIE SEZIONI FANGHI MONITORAGGIO ONLINE H24 ELABORAZIONI/SOFTWARE SENSIBILIZZAZIONE RISORSE UMANE 2. RIDURRE IN LINEA ACQUE PROCESSI CON FASI ANOSSICHE es. aerazione intermittente PROCESSI RIMOZIONE BIOLOGICA FOSFORO 3. AUTOMATIZZARE CONTROLLO AUTOMATICO DEI DOSAGGI IN LINEA FANGHI IN BASE AI CARICHI MONITORAGGIO BILANCI DI MASSA FANGHI, CHEMICALS, ENERGIA COSTI '/tonn IN TEMPO REALE 4. ISPESSIRE INSTALLAZIONE DI ISPESSITORI DINAMICI DEI FANGHI 5. STABILIZZARE/DIGERIRE OTTIMIZZARE COMPARTI DIGESTIONE ESISTENTI + ATTIVARNE NUOVI ATS & CONTARINA ' da maggio 2016 - TREVISO CODIGESTIONE CON SPREMUTO DI FORSU CHP MOTORE MAN 185 kW el 6. DISIDRATARE INSTALLAZIONE DI CENTRIFUGHE (grandi impianti) 6. DISIDRATARE INSTALLAZIONE DI PRESSE A VITE (piccoli impianti) 7. RIDURRE GLI IMPATTI IMPLEMENTAZIONE TRATTAMENTI ACQUE DI RITORNO INTERNE ODORI ' 8. PRODURRE ENERGIA IMPLEMENTARE COGENERAZIONE CON MICROTURBINE A BIOGAS SIMULAZIONE BENEFICI INTERVENTI 2017-2020 2016 2020 Qm(mc/die) mc/d 74.606 74.606 BOD5(kg/die) BOD5 (kg/die) 14.638 14.638 A.E.org a.e. 243.963 243.963 Fanghi(t/a) tonn/anno 23.262 20.461 Indice Fanghi/A.E.org kg/AE*anno 95 84 Costo unitario (euro/tonn) '/tonn ' 95,00 ' 95,00 Costo complessivo annuo '/anno ' 2.209.898,55 ' 1.943.751,32 Riduzione produzione fanghi tonn/anno -2.802 Riduzione percentuale fanghi % -12% Risparmio costo fanghi ' -' 266.147,23 2016 2020 TONN/ANNO % SECCO MEDIO ANNUO TONN/ANNO % SECCO MEDIO ANNUO CASTELFRANCO VENETO - SALVATRONDA 5.368 22 4374 27 PAESE 4.088 27 4088 27 TREVISO 3.265 23 2888 26 CASTELFRANCO VENETO -BG PD 3.186 18 3018 19 MONTEBELLUNA - S. GAETANO 3.149 18 2465 23 CARBONERA 1.900 21 1596 25 GIAVERA D.M. 653 16,5 501 22 MUSSOLENTE 610 19,5 580 21 VALDOBBIADENE 551 18 473 21 SERNAGLIA D.B. 311 21 297 22 23.081 21,5% 20280 24,5% SMALTIMENTO FINALE ' IPOTESI 1 ESSICCAMENTO + TERMOVALORIZZAZIONE IN CEMENTIFICIO SMALTIMENTO FINALE ' IPOTESI 2 ESSICCAMENTO + TERMOVALORIZZAZIONE DI PROPRIETA' O VERSO TERZI P.E.F. DI DEFINIZIONE COSTO DI SMALTIMENTO STUDIO IN COLLABORAZIONE CON UNIVPM DICEMBRE ' APRILE 2017 CEMENTIFICIO TERMOVALORIZZATORE PIROGASSIFICATORE FILIERA DI TRATTAMENTO CENTRALIZZATO DEI FANGHI MISCELAZIONE FANGO LIQUIDO IMPIANTO CENTRALIZZATO FANGO PALABILE IMPIANTI ATS IDROLISI TERMICA (160 C, 6 BAR, 30') DIGESTIONE ANAEROBICA (38 C, 12-15 giorni) ESSICAMENTO TERMICO (140 C, 1 ora) S.C.E.N.A. PRODUZIONE E.E. CON MICROTURBINE BIOGAS FILIERA DI TRATTAMENTO CENTRALIZZATO DEI FANGHI APPROCCIO INTEGRATO INNOVATIVO E GREEN - Visione territoriale a livello provinciale - Ingombri planimetrici ridotti - No odori (Sistema trattamento aria esausta in ogni comparto) - No problematica rumori - Riduzione emissioni gas serra e riduzione trasporto fango - Impianto di depurazione diventa a consumo energetico zero - Valorizzazione del fango essiccato come materia sostitutiva inerti per produzione clincker in cementificio CEMENTIFICIO TERMOVALORIZZATORE PIROGASSIFICATORE FILIERA DI TRATTAMENTO CENTRALIZZATO DEI FANGHI MISCELAZIONE FANGO LIQUIDO IMPIANTO CENTRALIZZATO FANGO PALABILE IMPIANTI ATS IDROLISI TERMICA (160 C, 6 BAR, 30') DIGESTIONE ANAEROBICA (38 C, 12-15 giorni) ESSICAMENTO TERMICO (140 C, 1 ora) S.C.E.N.A. PRODUZIONE E.E. CON MICROTURBINE BIOGAS PRETRATTAMENTO CON IDROLISI TERMICA - CAMBI PRETRATTAMENTO CON IDROLISI TERMICA- BIOTHELYS VEOLIA PRETRATTAMENTO CON IDROLISI TERMICA - EXELYS VEOLIA PRETRATTAMENTO CON IDROLISI TERMICA PRETRATTAMENTO CON IDROLISI TERMICA CEMENTIFICIO TERMOVALORIZZATORE PIROGASSIFICATORE FILIERA DI TRATTAMENTO CENTRALIZZATO DEI FANGHI MISCELAZIONE FANGO LIQUIDO IMPIANTO CENTRALIZZATO FANGO PALABILE IMPIANTI ATS IDROLISI TERMICA (160 C, 6 BAR, 30') DIGESTIONE ANAEROBICA (38 C, 12-15 giorni) ESSICAMENTO TERMICO (140 C, 1 ora) S.C.E.N.A. PRODUZIONE E.E. CON MICROTURBINE BIOGAS DIGESTIONE ANAEROBICA E PRODUZIONE DI ENERGIA CEMENTIFICIO TERMOVALORIZZATORE PIROGASSIFICATORE FILIERA DI TRATTAMENTO CENTRALIZZATO DEI FANGHI MISCELAZIONE FANGO LIQUIDO IMPIANTO CENTRALIZZATO FANGO PALABILE IMPIANTI ATS IDROLISI TERMICA (160 C, 6 BAR, 30') DIGESTIONE ANAEROBICA (38 C, 12-15 giorni) ESSICAMENTO TERMICO (140 C, 1 ora) S.C.E.N.A. PRODUZIONE E.E. CON MICROTURBINE BIOGAS ESSICCAMENTO TERMICO VS. SOLARE ESSICCAMENTO TERMICO VS. SOLARE ESSICCAMENTO TERMICO VS. SOLARE RECUPERO DI RISORSE DAI FANGHI : FUTURO O REALTA'' BIOGAS BIOMETANO CELLULOSA STRUVITE - FERTILIZZANTI PHA - BIOPLASTICHE Supported by
the Horizon 2020
Framework Programme
of the European Union SIMULAZIONE CENTRO DI TRATTAMENTO FANGHI SIMULAZIONE CENTRO DI TRATTAMENTO FANGHI SIMULAZIONE CENTRO DI TRATTAMENTO FANGHI IDROLISI TERMICA (THP)'.CONTROINDICAZIONI 2.500 ' 3.000 mgN-NH4/l NITROGEN AUTOTROPHIC REMOVAL' OFTEN THE BEST SOLUTION. Courtesy Yvonne Schneider More than 100 ful scale plants for side-stream treatment HAMLET'S DOUBT Anammox or Not Anammox 'this is the problem' Autotrophic or Not Autotrophic 'this is the problem' POST THP ' ANAMMOX INHIBITION UNIVERSITY & WATER UTILITY - PUBLIC OVERCOMING OF 'DEATH VALLEY' IN INNOVATION - * M. Cermern et al (2013) 'Ecosistema de innovacin sostenible. El conocimiento circular. La Transferencia de Tecnologa Universidad - Empresa. Nuevos instrumentos y horizontes. Fundacin CYD. 2011 2012 2013 2014 2015 S.C.E.N.A. ITALIAN AND LOCAL STANDARD FOR DISCHARGE SENSITIVE AREAS CATCHMENT AREAS OF SENSITIVE AREAS VENETO REGION IS EVERYWHERE SENSITIVE AREA OR CATHCMENT AREA OF SENSITIVE AREA Alto Trevigiano Servizi WWTPs have to
respect the restrictive limits for TN AND TP provided by the Directive 91/271/EEC NTOT, PTOT ABATEMENT <75% . . . EC INFRINGEMENT ! CHARACTERIZATION OF SUPERNATANTS 0 10 20 30 40 50 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 FL O W PE h Total P Influent Supernantant Flow supernatant (m/h) 0 10 20 30 40 50 0 20.000 40.000 60.000 80.000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 FL O W PE h Total N SEWER INFLUENT Parameter Average Conc. mg/l Load kg/d Flow 16.972 TN 16 270 NH4-N 12 202 NO2-N <0.5 NO3-N <0.5 PO4-P 1,5 25 TP 2 34 SUPERNATANT FLOW Parameter Average Conc. mg/l Load kg/d Flow 134 TN 521 70 NH4-N 511 68 NO2-N <0.5 NO3-N <0.5 PO4-P 63 8 TP 89 12 FINAL INFLUENT Parameter Average Conc.mg/l Load kg/d Flow 17.106 TN 20 340 NH4-N 16 270 NO2-N <0.5 NO3-N <0.5 PO4-P 2,7 33 TP 3 46 21% of TN 23% of TP from Supernatants BNR AND ANAEROBIC DIGESTION BOD 100%
TN 100%
TP 100%
BOD <5%
TN 15-30%
TP 10-30%
To discharge
BOD 50%
TN 40%
TP 70-90%
TN 50-65% BNR Sludge digester Primary settling tank Secondary settling tank BOD 30%
TN 40%
TP 70-85%
BOD 0% TN 20% TP 20-30% BOD 30%
TN 20%
TP 40-55%
Centrifuge To composting and land application ! SCENA X Mixed sludge VIA-NITRITE PATHWAY IN SCSBR Advantages FA > 1 mg NH3-N L-1 FNA > 0.02 mg HNO2-N L-1 DO: 0.5-1.5 mg L-1 T: 30-40oC pH > 7.5 Up to 25% lower oxygen demand Up to 40% less external carbon source 30 ' 40% less sludge production Short-cut nitrification/denitrification (SCDN) The application of the process in SBR ensures: ' Higher kinetics ' Less working volume ' Higher flexibility NH4+ ' NO2- ' NO3- NO2- ' NO ' N2O ' N2 AOB NOB Autotrophic bacteria Heterotrophic bacteria Denitritation Nitritation Pathway AOB growth NOB wash-out Enhanced bioP removal NO external Carbon source using BACS S.C.E.NA. S.C.E.N.A. SBR CYCLE 1- Fil ing (5 min) 2- Anaerobic (60 min) 3- Aerobic (180 - 200 min) 4- Anoxic (45 min) 5- Settling (40 min) 6- Discharge (10 min) VFAs VFAs BACS Carbon source addition BACS Carbon source addition Nitrogen & Phosphorus Biological removal SCSBR VIA-NITRITE OPTIMIZATION LOGIC CONTROL DATA CYCLE IDENTIFICATION OF FAULTS PROFILES SIGNAL PROCESSED INTELLIGENT CONTROL SYSTEM DISSOLVED OXYGEN pH RESULTS: CONTROL POINTS OF IDENTIFICATION MOVE TO THE NEXT STEP % Ntot removal Dosage BACS for N&P biological removal N-N02 production ELECTRICAL CONDUCTIVITY BACS: A MIXTURE OF SCFAS FOR DENITRATION&EPBR S.C.E.N.A. NITROGEN & PHOSPHORUS REMOVAL CYCLE 15 mgP/gMLVSS*h Anoxic Uptake 3 mgP/gMLVSS*h Aerobic Uptake BIOLOGICAL REACTOR (SCHREIBER PROCESS) + chemical P removal FINAL FILTRATION & DISINFECTION PUMPING & PRE-TREATMENTS PRIMARY SETTLING SECONDARY SETTLING ANAEROBIC DIGESTION DEWATERING PRE & POST STATIC THICKENING CARBONERA WWTP ' 40.000 a.e. THE S.C.E.N.A. DEMO PILOT START-UP NOVEMBER 2013 Alkaline Fermentation Solid/Liquid Separation short-cut SBR BACS tank 0,5 m3 for mixed sludge (primary and secondary) UF membrane filtration skid 3 m3 SBR reactor to treat supernatant using via-nitrite process S.C.E.N.A. FULL SCALE START-UP 21 SEPTEMBER 2015 S.C.E.N.A. FULL SCALE VOLUME TANK STORAGE/EQUALIZATION SUPERNATANT 40 m3 Ex Storage of Liquid Waste scSBR BIOLOGICAL PROCESS 70 m3 Ex Storage of Liquid Waste FERMENTATOR FOR BACS PRODUCTION 50 m3 Ex Storage of Liquid Waste BACS STORAGE 10 m3 External tank PILOT SCALE SUPERNATANT TREATING ON S.C.E.N.A. FULL - SCALE mc/d 65 kgN / d 35 - 50 Kg P / d 3 - 5 FULL-SCALE S.C.E.N.A. FULL SCALE STORAGE FERMENTER VIA-NITRITE SBR BACS STORAGE FULL SCALE - BACS PRODUCTION LINE - SEPARATION S/L S/L SEPARATOR OF FERMENTED SLUDGE Daily BACS dosage = 10 mc/d Volume Tank = 10 mc Screw Press working flow = 2 mc/h FERMENTER Volume Tank = 50 mc HRT = 5 days Temperature = 37 C S.C.E.N.A. FULL SCALE BLOWER with VFD (Qmax 550 Nmc/h) PLC & AUTOMATION n. 6 PROBES CONTROL FULL SCALE - VIA NITRITE SBR MIXER AIR DIFFUSERS INLET BACS DOSAGE Volume Tank = 70 mc H = 2,5 m Temperature = 25-28 C S.C.E.N.A. FULL SCALE ' FIRST RESULTS After 10 days Complete Via-Nitrite pathway (NOB inhibition) After 15 days Start with BACS dosage After 20 days No N-NO3 in discharge After 245 days start dosing both anaerobic and anoxic phases 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 % N O2 -N /N Ox -N N itr og en (mg N /L) Tempo (d) NH4-N influent NH4-N effluent Nox-N effluent %NO2-N/NOX-N S.C.E.N.A. NITROGEN KINETICS BACS dosage is automatically dosed during ANEROBIC phase and than during ANOXIC phase: the denitritation phase of the scSBR operation to remove nitrite and in the same time phosphorus. CARBONERA WWTP MAIN LINE SPECIFIC NUTRIENTS REMOVAL RATES - (T = 20 C) sAUR (mgN/gVSS*h) 1.5 ' 2.5 sNUR (mgN/gVSS*h) 5 - 6 CARBONERA S.C.E.N.A. SBR SPECIFIC NUTRIENTS REMOVAL RATES - (T = 20 C) sAUR (mgN/gVSS*h) 12 - 15 sNURBACS (mgN/gVSS*h) 35 - 40 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 kWh BIO N-NH4 out N-NO2 out N-NO3 out NH4+NOx CARBONERA WWTP MAIN LINE....FIRST RESULTS Start-up Start BACS kW h mg /l Time (d) Carbonera WWTP 3,4 '/kgN rem reduction of supernatants OPEX ' 56% SPECIFIC OPERATIONAL COSTS FOR SUPERNATANT TREATING AFTER 9 MONTHS OPERATION LOAD = 29 kgN/d '/kgN rem ...+ Prem ' 0,61 9,6 11% ' 0,06 Storage mixer kW 1,6 h/d 6 kwh/d 9,6 11% ' 0,06 59 65% ' 0,39 Load pump kW 1,8 h/d 0,4 kwh/d 0,8 0,8% ' 0,01 Discharge pump kW 1,35 h/d 0,8 kwh/d 1,1 1,3% ' 0,01 Mixer SBR kW 1,4 h/d 7,3 kwh/d 10,3 11,4% ' 0,07 Air Blower kW 3,7 h/d 12,6 kwh/d 46,6 51,7% ' 0,31 12 13% ' 0,08 Fermenter Mixer kW 0,5 h 24 kwh/d 12 13,3% ' 0,08 Heating System kW 0 h 24 kwh/d 0 0,0% ' 0,00 10 11% ' 0,07 Sludge load pump kW 0,35 h/d 6 kwh/d 2,1 2,3% ' 0,01 Screw Press kW 0,3 h/d 6 kwh/d 1,8 2,0% ' 0,01 BACS pump to storage kW 1 h/d 2 kwh/d 2 2,2% ' 0,01 Poly pump kW 0,32 h/d 6 kwh/d 1,92 2,1% ' 0,01 BACS dosage pump kW 1,4 h/d 1,4 kwh/d 1,9591837 2,2% ' 0,01 ' 0,56 Dosage solution poly-water lt/h 300 h/d 6 lt/d 1800 Dosage poly % vol 0,5% kg/l 1,05 kg/d 9,45 ' 0,01
' 0,21
' 0,10
' 1,49 POLYELECTROLYTE DOSAGE kg/d 9,5 SLUDGE PRODUCTION kg/d 4,0 PERSONELLE
MAINTENANCE
ENERGY CONSUMPTION kWh/d 90 STORAGE SUPERNATANT kWh/d SBR kWh/d FERMENTER kWh/d S/L SEPARATOR kWh/d ENERGY CONSUMPTION 41% POLYELECTROLYTE 37% SLUDGE PRODUCTION 1% PERSONELLE 14% MAINTENANCE 7% 1,49 '/kgN rem...+ Prem Optimizing at 50 kgN/d 1,0 - 1,2 '/ kgN rem...+ Prem EXTERNAL CARBON SOURCE VS BACS Best Avalaible Carbon Source BACS External Carbon Source (eg. Acetic Acid) Stable N removal in denitrification Instable BIO P removal Higher Carbon Footprint Commercial product Cost 1,58 '/kg N rem Stable N removal in denitrification Stable and linear BIO P removal Lower Carbon Footprint Homemade Product Cost 0,69 '/kg N rem'+ P rem How should we imagine or better DESIGN the 2020 WWTPs' Systems for PRIMARY SETTLEMENT + FERMENTER + S/L SEPARATOR BACS in each plant for sidestream! ...and mainstream' to enhance Nitrogen & Phosphour BIO removal BACS production cost vs. ACETIC ACID cost ' 56% FOOTPRINT : S.C.E.N.A. VS. CONVENTIONALS lt Reactor/P.E. OTHERS/S.C.E.N.A. VOLUME (mc) Conventional MLE 180 12 840 Intermitted Aeration 150 10 700 Carbonera WWTP Main line 114 7,6 533 Carbonera S.C.E.N.A. SBR 15 1 70 How much VOLUME of Biological Reactor to treat the same Load' Intermitted Aeration Conventional MLE Carbonera WWTP S.C.E.N.A. SBR Less impact on the landscape Lower costs of costruction S.C.E.N.A. FULL SCALE 1.0 - WATER RESEARCH PAPER (2017) S.C.E.N.A. FULL SCALE 1.0 STORAGE FERMENTER VIA-NITRITE SBR BACS STORAGE S.C.E.N.A. FULL SCALE 2.0 - SMART PLANT EVOLUTION START-UP NOVEMBER 2017 Supported by the Horizon 2020 Framework Programme of the European Union ATTUALITA' SUL TRATTAMENTO DELLE ACQUE 18 OTTOBRE 2017 SALA RESPIGHI VERONA FIERE Supported by the Horizon 2020 Framework Programme of the European Union


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