OSTARA (CANADA)

Ostara è un’associazione canadese fondata con lo scopo di proteggere le preziose risorse di acqua cambiando il modo delle città mondiali di gestire l’eccesso di nutrienti sia nei flussi di acque reflue che dovuti ai flussi di fertilizzanti.

Nel 2009 è stato attivato nell'impianto di trattamento avanzato delle acque reflue di Portland (Oregon-USA) il primo sistema di recupero di fosforo su grande scala per iniziativa del Dott. Mavinic, attivo presso l’Università della Columbia britannica (UBC), a seguito di una ricerca patrocinata dal NSERC (Consiglio di Ricerca sulle Scienze Naturali e l’Ingegneria del Canada). Ostara attualmente dispone di 14 impianti operativi “Pearl Struvite” presso gli impianti di trattamento delle acque reflue in USA, Canada, Regno Unito, Spagna e Olanda.

La capacità produttiva totale è di circa 20.000 t/y di struvite; recentemente è stato inaugurato un impianto da 8200-9100 t/y a servizio dell’impianto di di Stickney (Illinois) gestito dal Metropolitan Water Reclamation District of Greater Chicago (MWRD).

Vengono trattati 5,5 milioni di m3_{/anno di acque reflue a servizio di circa 4,5 milioni di residenti.}

La struvite viene recuperata e venduta come fertilizzante a lento rilascio in forma granulare con il nome di “Crystal Green”; è venduta in Nord America, Europa e Asia come fertilizzante agricolo per tappeti erbosi, orticoltura e applicazioni speciali.

“Crystal Green” rappresenta un’innovazione nel settore dei fertilizzanti per il suo unico modo di agire. Esso è stato progettato per quegli usi commerciali che richiedono un lento rilascio degli elementi nutritivi, come nel caso dei vivai, dell'impianto di tappeti erbosi, e dei campi da golf. In Figura 20 è mostrato l’aspetto della struvite “Crystal Green”.

Figura 20 Crystal Green: struvite prodotta negli impianti operativi “Pearl Struvite”

3.9.2 NuReSys (BELGIO)

Nutrients Recovery Systems (NuReSys) è una compagnia belga fondata nel 2011 che si occupa prevalentemente della tecnologia di controllo della cristallizzazione della struvite. Non è una compagnia di fertilizzanti con il solo e unico scopo di recuperare fosfati come fertilizzanti; l’approccio è quello di guidare i clienti verso una soluzione per i problemi legati al fosforo. La flessibilità del processo permette di adattarsi a un numero elevato di combinazioni per risolvere le questioni sui fosfati. La tecnologia può essere applicata sia direttamente al fango digerito che al fango disidratato.

58 NuReSys dispone di 8 impianti operativi in Belgio e Olanda nei settori di impianti di depurazione caseario e farmaceutico. Gli impianti sono realizzati a doppio stadio (strippaggio + cristallizzazione con agitazione) e consentono un abbattimento del fosforo dal 33% al 97%.

La capacità di trattamento varia da 4 m3_{/h a 125 m}3_/h.

3.9.3 AirPrex (GERMANIA)

AirPrex è un sistema di ottimizzazione dei fanghi e recupero di fosforo che viene installato tra la digestione anaerobica e la disidratazione. Il controllo della precipitazione di struvite è regolato da un flusso d’aria nel reattore AirPrex aggiungendo cloruro di magnesio (MgCl2). La combinazione

dell’eliminazione dei fosfati e il sistema AirPrex permette di raggiungere un’elevatissima efficienza nella disidratazione e costi minori.

La produzione di struvite con questo unico processo porta a una riduzione dal 90 al 95% di fosforo nel flusso di surnatante che ritorna alla linea principale di trattamento (fino al 15% di riduzione sul carico di fosforo in entrata all’impianto).

AirPrex dispone di 7 impianti operativi in Germania, Olanda e Cina.

Gli impianti hanno un cristallizzatore e un sedimentatore compartimentalizzato con gas lift per la produzione e la separazione della struvite.

AirPrex ha stipulato accordi con le industrie chimiche produttrici di fertilizzanti (ICL Netherlands) per il ritiro della struvite (dall’impianto di Waternet, Amsterdam).

La Figura 21 mostra la struvite prodotta con il sistema Airprex.

Figura 21 Struvite prodotta con il sistema Airprex

3.9.4 PHOSNIX (GIAPPONE)

Phosnix è un progetto per il recupero del fosforo e la precipitazione di struvite ideato da Ueno e Fujii nel 2001 in Giappone.

Tale metodo prevede il ricircolo delle particelle più fini di struvite, in uscita dal reattore, in testa al reattore come iniziatori per la cristallizzazione, mentre le particelle di dimensioni maggiori vengono essiccate e vendute come materiale grezzo per l’industria dei fertilizzanti. Le percentuali minime di rimozione del fosforo sono dell’ordine del 90%. Tale metodo è stato già trattato più approfonditamente nel Paragrafo 3.7.2 LA SOLUZIONE DELLA CRISTALLIZZAZIONE.

3.9.5 STRUVIA (FRANCIA)

Struvia è una tecnologia sviluppata da Veolia Water Tehnologies per facilitare il recupero, la valorizzazione e il riuso de fosforo contenuto nelle acque reflue e concentrato nelle acque industriali.

59 L’effluente, per esempio della disidratazione, viene alimentato in un reattore a flusso continuo mantenuto in rapida agitazione con un miscelatore. La precipitazione della struvite inizia aumentando il pH con l’aggiunta di sali di magnesio.

Veolia dispone di 4 impianti dimostrativi che si trovano a Bruxelles (mobile), Lille, Braunschweig, Polonia (caseario) e di un impianto operativo in Danimarca a servizio dell’impianto di trattamento di Helsingoer con una potenzialità di 76.300 abitanti equivalenti e una capacità di 60 m3_{/d. La}

struvite prodotta viene poi acquistata dall’industria di fertilizzanti. La Figura 22 mostra i cristalli di struvite prodotti in un reattore “Struvia”.

Figura 22 Cristalli di struvite prodotti in un reattore Struvia

3.9.6 PHOSPHOGREEN (FRANCIA)

Phosphogreen è un processo di recupero del fosforo basato sulla reazione di precipitazione- cristallizzazione ideato da Suez, una società esperta nel settore di gestione e trattamento delle acque e delle acque reflue.

Il fosforo viene recuperato dagli effluenti ricchi di fosforo che vengono introdotti nel reattore Phosphogreen. Viene misurato il pH e regolato, se necessario, con l’aggiunta di idrossido di sodio per ottimizzare le condizioni di reazione. Il cuore del processo consiste nell’aggiunta di cloruro di magnesio (MgCl2) per ottenere la precipitazione-cristallizzazione di struvite. La struvite viene poi

estratta dalla cima del reattore, lavata, drenata e essiccata prima di essere impacchettata.

La concentrazione minima di fosforo nell’effluente per una fattibilità economica del processo è di 70 mg/l; è perciò spesso necessario avere una rimozione biologica del fosforo nella linea acque. Suez dispone di 3 impianti operativi a scala reale in Danimarca: uno presso l’impianto di trattamento di Aby che ha una potenzialità di 84.000 abitanti equivalenti e produce circa 75 tonnellate di struvite all’anno, un secondo presso l’impianto di Herning, a servizio di 150.000 abitanti equivalenti e in grado di produrre circa 100 tonnellate di struvite all’anno e un terzo presso l’impianto di Marselisborg che ha una potenzialità di 200.000 abitanti equivalenti.

La struvite così prodotta viene venduta agli agricoltori con il marchio “PhosCare” a un prezzo di 300€/ton.

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Figura 23 Struvite prodotta con il sistema Phosphogreen

3.9.7 ANPHOS (ITALIA)

Il sistema ANPHOS è una nuova tecnologia di rimozione e recupero del fosforo dalle acque reflue sottoforma di struvite ideato e messo a punto da Hydroitalia-Colsen, un’azienda italiana che progetta e realizza impianti e installazioni singole per la depurazione delle acque reflue industriali e civili.

Tra i vari impianti con tecnologia ANPHOS che ha attivi in tutto il mondo, uno è presente anche in Italia: si trova a Budrio ed è a servizio di un impianto di trattamento delle acque reflue provenienti dall’industria di lavorazione e trasformazione delle patate. In tale impianto è installato il sistema ANPHOS per la produzione di struvite.

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4 PROGETTO DI UN IMPIANTO REALE A FANGHI ATTIVI

Il progetto prevede il dimensionamento processistico di un impianto di depurazione delle acque reflue da realizzarsi a Vranje, in Serbia.

In molti comuni serbi, le acque reflue delle abitazioni private, di piccole-medie aziende e industrie vengono spesso scaricate in corpi idrici ricettori senza adeguati trattamenti. Questo spesso causa gravi problemi ambientali e socio-economici che affliggono la salute pubblica e le condizioni di vita per le scarse condizioni igieniche e le limitazioni nello sviluppo delle attività economiche. Secondo una stima del Serbian Jaroslav Cerni Institute of Water Resources Development nei prossimi 15 anni sarà necessario investire più di 6 miliardi di euro nel recupero e nello sviluppo di nuove infrastrutture nel settore delle acque.

Nella cornice di un ampio programma della German Financial Cooperation con la Serbia, KfW Development Bank sta finanziando gli investimenti per il recupero della approvvigionamento urbano di acqua e dei sistemi fognari in alcuni comuni di medie dimensioni selezionati in Serbia. Questo programma di investimento ha lo scopo di assicurare una fornitura sostenibile di acqua potabile e migliorare la disposizione della rete fognaria per la popolazione a costi socialmente accettabili ed è accessibile a tutti i comuni serbi di medie dimensioni (da 50000 a 200000 abitanti). Ad oggi 13 comuni stanno partecipando ai programmi I e II, che sono incentrati principalmente sul recupero dei sistemi di fornitura di acqua. Il prossimo passo è la concretizzazione del programma III che si focalizza sul miglioramento della qualità delle acque ricevute e delle condizioni di vita dei residenti nei comuni di media grandezza in Serbia attraverso il recupero e la nuova costruzione di strutture per la gestione e il trattamento delle acque reflue.

Il programma III viene attuato in due fasi. Nella fase preparatoria (Fase I) i comuni sono supportati in un rafforzamento istituzionale per raggiungere i criteri di rendimento definiti per poter partecipare al programma. Nella fase II dell’investimento, che è quella in cui si colloca il presente progetto, i comuni di Krusevac, Uzice e Vranje realizzeranno gli investimenti sul sistema fognario, tra cui la costruzione di nuovi impianti di trattamento delle acque reflue su misura per le loro necessità.

L’obiettivo generale del programma III per i comuni di medie dimensioni della Serbia è di contribuire alle seguenti questioni:

1- progredire nella riforma di un governo autonomo locale come parte di un processo di decentralizzazione;

2- supportare gli sviluppi politici locali consistenti con una strategia di pre-entrata nell’Unione Europea e uno sviluppo territoriale bilanciato mediante un potenziamento delle capacità a livello locale;

3- promuovere una pianificazione più efficiente, migliorando la distribuzione del servizio, la gestione dell’assetto del governo locale e migliorando l’ambiente (protezione delle risorse di acqua);

4- migliorare le condizioni di vita della popolazione nei comuni selezionati. Perciò, gli obiettivi del programma possono essere definiti come segue:

 garantire uno smaltimento e un trattamento sicuri delle acque reflue a copertura dei costi, e tariffe socialmente accettabili nei comuni selezionati;

 supportare l’esecuzione di progetti ambientali, migliorando il servizio di distribuzione ai cittadini e la conformità con la legislazione dell’UE in ambito ambientale;

62  fondare una funzione comunale per pianificare investimenti di capitali, formulare e gestire

progetti e far funzionare e mantenere le installazioni.

La Serbia ha presentato domanda di adesione all'Unione europea il 22 dicembre 2009; la Commissione europea il 12 ottobre 2011 raccomanda che alla Serbia venga attribuito lo status ufficiale di Paese candidato all'adesione. Il Consiglio europeo ha concesso lo status ufficiale di Paese candidato alla Serbia nella riunione del 1º marzo 2012.

Ad oggi la Serbia rientra nella lista dei Paesi che sono in procinto di "recepire" (o integrare) la legislazione dell’UE nell’ordinamento nazionale. L'adesione all'UE è una procedura complessa e che richiede tempo: quando un paese candidato soddisfa i criteri di adesione, deve poi recepire la legislazione dell'UE in tutti i settori.

I negoziati prendono parecchio tempo, perché la mole della legislazione europea che i paesi candidati devono recepire nel loro ordinamento nazionale è considerevole. Durante il periodo di preadesione i paesi candidati beneficiano di aiuti a livello finanziario, amministrativo e tecnico. La partecipazione della Serbia al programma di miglioramento della qualità delle acque ricevute e delle condizioni di vita dei residenti attraverso il recupero e la nuova costruzione di strutture per la gestione e il trattamento delle acque reflue rappresenta quindi un importante passo in avanti nel recepimento della legislazione europea in ambito ambientale.

Il dimensionamento processistico è stato redatto per partecipare a una gara internazionale per la progettazione dell’impianto di trattamento delle acque reflue di Vranje.

Il dimensionamento è stato eseguito con il supporto di un foglio elettronico Microsoft Excel ed è stato poi confrontato con i risultati ottenuti tramite l’uso di un programma canadese di simulazione, Biowin.

La procedura di calcolo è allegata nell'Appendice A1.