Soluzioni Waste to Energy
Fluence può aiutarti a trasformare I rifiuti in una risorsa con tecnologie sostenibili e convenienti
Nel recente passato gli effluenti con un elevato carico organico venivano depurati con la tecnologia aerobica, la quale è efficiente ma piuttosto costosa (in termini di energia elettrica consumata e di produzione di fanghi). Oggi, grazie alla digestione anaerobica, è possibile depurare ed al contempo recuperare energia da tali reflui.
Perché scegliere le tecnologie Waste-to-Energy (WtE) di Fluence?
I principali vantaggi includono:
- Produzione in sito di energia rinnovabile sotto forma di biogas, con conseguente riduzione dell’carbon footprint.
- Possibilità di accedere ad incentivi statali per la produzione di energia da fonti rinnovabili (se disponibili).
- Valorizzazione di sottoprodotti che altrimenti avrebbero un valore limitato o comporterebbero costi di smaltimento.
- Produzione di un digestato idoneo all’utilizzo in ambito agricolo (in accordo con la legislazione locale).
- Riduzione significativa della produzione di fanghi (fino al 70% in meno rispetto alla quantità generata da un sistema di flottazione primaria combinata con un trattamento biologico aerobico).
Soluzioni WtE che trasformano la depurazione dei reflui in una fonte di reddito
Ogni cliente opera in condizioni specifiche e genera effluenti con caratteristiche differenti. Prima della progettazione dell’impianto, i sottoprodotti vengono analizzati in laboratorio per valutarne il potenziale di produzione di biogas. Gli ingegneri Fluence effettuano quindi un’analisi tecnico-economica completa, includendo costi di investimento (CAPEX), riduzione dei costi operativi (OPEX) e ritorno sull’investimento (ROI).
Di seguito sono riportati alcuni esempi di processi di trattamento sviluppati per diversi settori industriali.
Lavorazione di carne e pesce
Le acque reflue provenienti dalle operazioni di lavorazione di carne e prodotti ittici presentano elevate concentrazioni di sostanze organiche, azoto, grassi, oli e solidi sospesi. Fluence offre soluzioni in grado di garantire il rispetto dei limiti allo scarico, la produzione di quantità ridotte di fanghi e il massimo recupero energetico.
Una configurazione tipica di trattamento prevede una fase iniziale di chiarificazione tramite flottazione ad aria disciolta (DAF), che permette di rimuovere grassi e solidi sospesi. A questa seguono un processo di nitrificazione-denitrificazione per il trattamento delle acque prima dello scarico e un digestore anerobico dedicato alla produzione di biogas.
Quando uno dei principali produttori avicoli italiani ha espresso l’esigenza di aumentare la capacità produttiva e ridurre i costi operativi, ha scelto Fluence per aggiornare il proprio impianto di trattamento acque (WWTP) in ottica waste-to-energy. Fluence ha riqualificato il sito realizzando e mettendo in funzione un nuovo digestore anaerobico e un sistema di nitrificazione – denitrificazione. L’intervento è stato eseguito garantendo la piena continuità operativa dello stabilimento, che resta attivo sei giorni su sette.
Caseifici
L’industria lattiero-casearia deve affrontare diverse sfide nella gestione e nello smaltimento dei numerosi sottoprodotti di produzione, tra cui siero acido, scotta, latticello, acque reflue derivanti dalla lavorazione dei formaggi e permeati da ultrafiltrazione (UF) provenienti dalla produzione di WPC (concentrati proteici del siero). Grazie alle nostre soluzioni, acque reflue e sottoprodotti a basso valore commerciale o destinati allo smaltimento possono essere valorizzati attraverso la produzione di biogas mediante digestione anaerobica.
Un esempio concreto di come la digestione anaerobica possa creare valore si può trovare in uno stabilimento lattiero-caseario italiano. Dovendo gestire un surplus di scotta (sottoprodotto della lavorazione), l’azienda si è rivolta a Fluence, che ha integrato un sistema di digestione anaerobica nel preesistente impianto di trattamento acque (WTP). Successivamente, il processo è stato ottimizzato per accogliere volumi sempre maggiori. Oggi l’impianto produce biogas per alimentare le attività produttive e genera digestato liquido, un ottimo fertilizzante organico.
Industria di lavorazione della frutta, conserviera e della produzione di bevande
Le acque reflue dell’industria dolciaria presentano generalmente elevate concentrazioni di grassi e zuccheri, caratteristiche che le rendono particolarmente adatte al trattamento anaerobico: gli zuccheri possono essere trattati mediante un reattore a circolazione forzata esterna (EFC), mentre i grassi trovano una soluzione efficace in un digestore CSTR.
Quando un produttore italiano di dolci e semifreddi ha dovuto realizzare un impianto di trattamento delle acque reflue potenziato con tecnologia waste-to-energy, si è rivolto a Fluence per avere una soluzione che minimizzasse i costi e massimizzare il recupero energetico. Fluence ha sviluppato un sistema ibrido composto da un reattore EFC e un digestore CSTR, ottenendo una riduzione del COD da 9.600 mg/L a meno di 80 mg/L e dell’azoto da 115 mg/L a meno di 10 mg/L. La produzione di fanghi solidi è stata ridotta del 70% rispetto ad un analogo impianto solo aerobico.
Birrifici
L’industria della birra genera numerosi sottoprodotti in grado di produrre biogas, tra cui acque reflue, fanghi e lievito esausto.
Fluence offre soluzioni dedicate ai birrifici per ridurre la produzione di fanghi e generare energia rinnovabile sotto forma di biogas. Una configurazione tipica prevede un digestore (CSTR) per il trattamento dei fanghi primari e del lievito esausto, affiancato da un reattore a fango granulare (EFC) per le acque reflue. Entrambi i digestori producono energia termica ed elettrica utilizzabile direttamente nel processo produttivo.
Cartiere
Fluence propone due principali opzioni di trattamento: una basata esclusivamente su trattamento aerobico, composta da una vasca di aerazione dotata di selettore antibulking e un chiarificatore, e un’altra che include un reattore anaerobico. Il tipo di reattore più adatto è il reattore a circolazione forzata esterna (EFC), ideale per acque reflue con inquinamento organico costituito da sostanze solubili.
Quando una cartiera in Italia ha riscontrato difficoltà nel rispettare gli standard per gli scarichi, Fluence ha progettato e realizzato l'ammodernamento dell'impianto basandosi sul proprio reattore EFC in meno di cinque mesi, riutilizzando parte delle attrezzature esistenti per ridurre i costi di investimento. Da quando il nuovo processo è entrato in funzione, l'impianto ha ridotto il volume dei fanghi di scarto di 8 tonnellate al giorno e il consumo energetico di 8.000 chilowattora al giorno. Questi interventi hanno infine ridotto anche i costi operativi della struttura.
Indipendentemente dal settore, grazie alla sua lunga esperienza, Fluence è in grado di progettare soluzioni su misura per diversi tipi di biomassa. L’azienda ha realizzato con successo impianti waste-to-energy per il trattamento di acque reflue ad alto carico organico provenienti da realtà che spaziano dalle industrie chimiche ai produttori ittici.
Che Cosa Sono le Soluzioni Waste-to-Energy?
Per garantire la sostenibilità a lungo termine delle risorse, le soluzioni waste-to-energy trattano le acque reflue e producono energia, trasformando ciò che altrimenti verrebbe eliminato come rifiuto in una risorsa preziosa. Fluence fornisce a un'ampia gamma di settori industriali soluzioni a circuito chiuso ed economicamente vantaggiose per smaltire fanghi e acque reflue difficili da trattare, producendo al contempo energia rinnovabile.
Tecnologie in evidenza per la valorizzazione dei rifiuti in energia
I nostri ingegneri hanno sviluppato alcune delle tecnologie per la trasformazione dei rifiuti in energia più efficienti ed economicamente vantaggiose sul mercato. Ecco alcune delle nostre ultime innovazioni.
Trattamento da rifiuto a energia su misura per ogni specifica esigenza
Fluence dispone di tecnologie che possono essere impiegate singolarmente o in combinazione, sia per operare in totale autonomia sia per integrare impianti di trattamento delle acque reflue già esistenti.
- Reattore a circolazione forzata esterna (EFC): In questo processo anaerobico, il ricircolo della biomassa a fanghi granulari avviene mediante un sistema di pompaggio esterno. La tecnologia EFC è particolarmente indicata per l'applicazione in birrifici, impianti di trasformazione della frutta e nell'industria cartaria.
- Digestione anaerobica con membrane (AnMBR): Per substrati a basso carico organico (COD < 20.000 mg/L), laddove non sia applicabile la tecnologia a fanghi granulari, è possibile impiegare la tecnologia AnMBR, che combina digestione anaerobica e reattori a membrana. L'AnMBR concentra il digestato senza l'ausilio di addensatori, centrifughe o sistemi DAF (flottazione ad aria disciolta). La frazione solida del digestato, contenente la biomassa attiva, viene concentrata e mantenuta all'interno del digestore, mentre la frazione liquida — contenente COD residuo e sostanze potenzialmente inibenti come ammoniaca e cloruri — viene continuamente allontanata. Quest'ultima è praticamente priva di solidi in sospensione. L'impiego di un bioreattore integrato con membrane MBR massimizza l'efficienza del processo anaerobico con l'ingombro minimo di superficie.
- Digestione anaerobica con reattore a miscelazione continua (CSTR): Questo processo è caratterizzato da una miscelazione completa senza ricircolo dell'effluente. Rappresenta la soluzione ideale per l'industria conserviera ittica e della carne, per i reflui zootecnici e per lo smaltimento dei fanghi d'esubero da trattamenti biologici.
- Digestione anaerobica con concentrazione dei fanghi: Processo a miscelazione completa con ricircolo della biomassa anaerobica, ottimale per aziende agrozootecniche/lattiero-casearie o per scarichi liquidi con valori di COD pari o superiori a 40.000 mg/L.
- Desolforazione del biogas: Il biogas prodotto dai processi di trattamento anaerobico può presentare un'elevata concentrazione di idrogeno solforato, elemento che deve essere rimosso prima del suo utilizzo per evitare di danneggiare cogeneratori e caldaie. Gli ingegneri Fluence hanno sviluppato una tecnologia di desolforazione unica che evita i metodi convenzionali (come l'insufflaggio d'aria nella cupola del digestore o il lavaggio del biogas con soda caustica). Il sistema sfrutta invece un processo sinergico che combina l'abbattimento a umido dell'idrogeno solforato con l'autoregenerazione della soluzione di lavaggio. Ciò riduce drasticamente il consumo di reagenti chimici e, di conseguenza, i costi operativi, rendendo la nostra soluzione la più vantaggiosa ed economicamente efficiente sul mercato.
Sistemi aerobici e anaerobici integrati per una soluzione completa
Le soluzioni Fluence consentono di abbattere i composti azotati per garantire il rispetto dei limiti di scarico previsti dalla normativa.
- Sistema di Nitrificazione-Denitrificazione: La digestione anaerobica converte gran parte del carbonio organico presente nella biomassa in biogas, lasciando tuttavia inalterato il contenuto di azoto. Per soddisfare i limiti di autorizzazione allo scarico, Fluence ha sviluppato un processo proprietario di nitrificazione-denitrificazione che non richiede l'aggiunta di fonti esterne di carbonio organico. Il sistema sfrutta batteri autotrofi per convertire l'azoto del digestato in azoto gassoso senza l'impiego di sostanze chimiche e senza generare sottoprodotti, consentendo al cliente di rispettare in modo affidabile i limiti normativi.
- Ossidazione Biologica: Trattamento biologico di tipo aerobico delle acque reflue eseguito all'interno di una vasca in cui viene flussata aria. Nella vasca, colonie di microrganismi aerobici (fanghi attivi) consumano l'ossigeno disciolto per metabolizzare gli inquinanti presenti nei reflui (COD, azoto e fosforo). L'ossidazione biologica viene frequentemente applicata in combinazione con i processi di nitrificazione-denitrificazione.
- Nitrosazione: Fluence ha inoltre brevettato un processo di trattamento per nitrosazione-denitrosazione, ideale per reflui caratterizzati da un contenuto di COD residuo estremamente ridotto e/o da un elevato carico ammoniacale (come la frazione liquida dei digestati). La nitrosazione converte parzialmente l'ammoniaca in azoto gassoso richiedendo solo due terzi dell'energia impiegata dalla nitrificazione-denitrificazione convenzionale con una velocità di reazione tre volte superiore (con una conseguente riduzione a un terzo dei volumi di reattore necessari).
Processi di pretrattamento per la valorizzazione energetica dei reflui
Le soluzioni Fluence consentono di rimuovere grassi e solidi prima della digestione anaerobica e ottimizzano la gestione dei fanghi.
- Flottazione ad aria disciolta (DAF): Il sistema DAF è un processo di chiarificazione impiegato per la separazione di solidi sospesi, oli e grassi. Il vantaggio principale dei sistemi DAF risiede nella capacità di trattare ad alta portata reflui con un'ampia varietà di solidi sospesi (fats, oil, grease - FOG), garantendo un'elevata efficienza di rimozione. I sistemi DAF vengono inoltre utilizzati per l'ispessimento dei fanghi di depurazione. Trovano applicazione ideale nel trattamento degli scarichi dell'industria conserviera (carne, pollame, pesce e settore lattiero-caseario), dell'industria alimentare in generale, oltre che nei settori petrolchimico e cartario.
- Flocculazione e Sedimentazione: Il processo si articola in tre fasi distinte: coagulazione, flocculazione e sedimentazione.
- Coagulazione: Operazione che aggrega i solidi sospesi colloidali e gli oli presenti nei reflui, convertendoli dallo stato liquido a quello solido mediante l'aggiunta di specifici reagenti chimici (es. cloruro ferrico, cloruro di alluminio).
- Flocculazione: Fase in cui le particelle coagulate vengono agglomerate in "fiocchi" (flocculi) a maggiore velocità di sedimentazione. Il processo avviene tramite l'esdosaggio di polielettroliti organici (polimeri ad azione elettrolitica).
- Sedimentazione: Fase che si sviluppa all'interno di vasche chiamate chiarificatori, in cui la velocità ascensionale dell'acqua è inferiore alla velocità di sedimentazione delle particelle. I fiocchi precipitano sul fondo del chiarificatore, mentre l'acqua chiarificata sfiora dalla parte superiore.
Perché scegliere Fluence
Ingegneria su misura
Ogni cliente ha esigenze specifiche e le soluzioni standard non sempre sono sufficienti. Fluence progetta e realizza impianti di depurazione e valorizzazione energetica dei reflui sartoriali, strutturati per superare vincoli di spazio, gestire revamping improvvisi e garantire il rispetto dei limiti di scarico più restrittivi. Il tutto grazie a tecnologie proprietarie e a un team d'ingegneria ad altissima specializzazione.
Soluzioni e sistemi ingegnerizzati
Quando le tempistiche sono stringenti, la risposta migliore è un impianto pre-ingegnerizzato e ad alta efficienza economica. Fluence offre una vasta gamma di sistemi prefabbricati e preassemblati — come flottatori DAF, chiarificatori e impianti di potabilizzazione — pronti all'avvio in tempi record.
Service e supporto After Sales
La partnership con Fluence non si chiude con il collaudo dell'impianto. Forniamo assistenza di processo after-sales per gli impianti di nostra progettazione, sia su strutture terze già esistenti (inclusi impianti comunali o industriali di potabilizzazione e ozonizzazione).
Se la tua azienda produce reflui ad alto carico organico, contatta gli esperti Fluence per scoprire come trasformare un costo di smaltimento in una risorsa ad alto valore aggiunto.
Casi Studio
La tecnologia Waste-to-Energy aiuta le aziende di lavorazione del pesce a ridurre i loro costi operativi
Soluzioni sostenibili per un impianto biochimico italiano
