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Acque reflue => elevato contenuto di materiale organico Sistemi di trattamento acque reflue WWTsrimedi ambientali produzione di energiaPrincipali sottoprodottibiogasfanghivettori energetici

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Academic year: 2021

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Università degli Studi di Napoli “Federico II”

Scuola Politecnica e delle Scienze di Base Dipartimento di Ingegneria Civile Edile Ambientale

Tesi di laurea triennale in Ingegneria per l’ambiente ed il territorio

Produzione di energia da acque reflue agro-industriali in America Latina

Relatore: Ch.mo Prof.

Massimiliano Fabbricino

A.A. 2018/2019

Candidato Ylenia Ferrara

Matricola N49/642

1

Acque reflue => elevato contenuto di materiale organico

Sistemi di trattamento acque reflue WWTs

rimedi ambientali produzione di energia

Principali sottoprodotti

biogas

vettori energetici

Considerazioni introduttive

(2)

2

Due motivi principali:

Focus sull’America Latina

1. Effetti boom economico 2. Inadeguata qualità dei WWTs

Ulteriori motivi: 1. Biogas

2. Metodologia Meccanismo di Sviluppo Pulito (CDM):

scopo: concessioni crediti di carbonio errore: no utilizzo effettivo biogas

Biomasse di scarto Gas naturale

Comprensione del legame acqua-energia

WWTs consumatori e produttori di energia

Biogas e Fanghi => mitigazione delle emissioni di CO2 scarsa qualità processi WWTs :

• emissioni di gas serra

• metano (CH4)

• ossido nitroso (N2O)

𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑟𝑔𝑎𝑛𝑖𝑐𝑜 + 𝑂 => 𝐶𝑂 + 𝐻 𝑂 (campo aerobico)

𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑟𝑔𝑎𝑛𝑖𝑐𝑜 + 𝑁𝑂 => 𝑁 + 𝐶𝑂 (campo anossico)

𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑟𝑔𝑎𝑛𝑖𝑐𝑜 + 𝑛𝑢𝑡𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑖 => 𝑛𝑢𝑜𝑣𝑒 𝑐𝑒𝑙𝑙𝑢𝑙𝑒 + 𝐶𝐻 + 𝐶𝑂 (campo anaerobico)

(3)

Stato attuale in America Latina

Processi aerobici VS Processi anaerobici

Pro Contro Pro Contro

• alti livelli di qualità delle acque

• elevate richieste di elettricità

• costi operazionali più bassi

• necessità di un post-

trattamento

I sistemi ai-WWTs:

• Sottostima della loro capacità di trattamento

• Efficienza ridotta -> complessità chimica del refluo finale Eccezioni, casi positivi:

 Frantoi di olio di palma “Tequendama”, in Colombia

 Impianti di limoni “Tucuman”, in Argentina

Principale industria di cibo nel Nord-Est della Colombia, lavorazione di pollame:

Fig. 1

(4)

4 Ricerche globali e in America Latina

Avanzate biotecnologie:

Implementazione piattaforme di bioraffineria terza generazione: microalghe

• Bioidrogeno

• MFCs (Microbial Fuel Cells)

Ricerche globali e in America Latina

(5)

Trend globali

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Trend globali

(6)

6 Transizione alle tecnologie da applicare alle acque reflue

Sistemi di Trattamento Combinato delle Acque

Reflue (CWWTs) • primo trattamento anaerobico

• biogas prodotto

• energia e aerazione durante la fase aerobica

I processi anaerobici ad elevato tasso • aumento della percentuale di sottoprodotti ottenuti

I CWWTs • autosufficienza energetica

• impegno alla tutela dell’ambiente Richieste locali di - BOD

- solidi sospesi - azoto disciolto

I processi aerobici • maggior produzione di fanghi

Superamento unità UASB

Valutazione di sostenibilità dei WWTs

Caso negativo significativo : industria di carburanti di prima generazione in Colombia:

reflui conformi 10 000 mg di BOD5/litro.

Come ottenere soluzioni sostenibili attraverso la gestione di questo legame acqua-energia?

Metodologia della Valutazione del Ciclo di Vita (LCA)

Fig. 6

(7)

LCA applicato ai ai-WWTs

principale obiettivo: sostenibilità in applicazioni su larga scala 2 criteri per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità:

• il controllo dei gas serra

• il risparmio energetico

Fitto legame tra:

1. trattamento delle acque reflue 2. energia

3. cambiamento climatico

Valutazione di sostenibilità dei WWTs

Sostenibilità della risorsa acqua

(8)

8

Prospettive future in America Latina

• introduzione di politiche energetiche e ambientali

• implementazione di nuove tecnologie ai-WWTs

Grazie per l’attenzione

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