Cecchini - Ecomondo

DINAMICHE DI RIPARTIZIONE
E DESTINO DEI METALLI IN UN
CICLO DI DEPURAZIONE REFLUI CIVILI
Laboratori S.p.A.
Giancarlo Cecchini, Paolo Cirello, Biagio Eramo
Rimini 7 novembre 2014
“Soluzioni e prospettive per la valorizzazione e lo smaltimento dei fanghi di depurazione”
INQUADRAMENTO
IMPIANTO DI RIFERIMENTO
(depuratore reflui civili)
Linea Acque:
• Pretrattamenti
• Sedimentazione Primaria;
• Ossidazione Biologica;
• Sedimentazione
Secondaria/Disinfezione
Linea Fanghi:
• Pre ispessimento
• Digestione
• Postispessimento
• Disidratazione
METALLI
(pesanti)
Rame
Nichel
Mercurio
Arsenico
Piombo
Cadmio
Cromo
Manganese
DATI DI RIFERIMENTO
Tempo asciutto
• Campionamenti discreti;
• Campionamenti compositi
2
DISTRIBUZIONE METALLI PESANTI - INGRESSO
Descrizione
INGRESSO
Impianto
(Campione
Puntuale)
INGRESSO
Impianto
(Campione
Composito)
D.Lgs. 152/06
(Tab. 3, scarico in
fognatura)
Valore
Rame
Piombo
Nichel
Zinco
Cadmio
Cromo
Arsenico
Mercurio
Manganese
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
Minimo
9,1
2,9
1,4
44,7
0,2
5,0
3,3
0,2
34,4
Medio
26,4
12,5
3,5
105,2
0,2
5,5
5,0
0,2
90,4
Massimo
63,4
32,9
7,6
216,2
0,3
10,5
8,8
0,5
213,4
Mediana
23,5
11,8
2,8
95,4
0,2
5,0
4,8
0,2
83,7
Minimo
5,9
2,2
1,3
31,1
0,2
5,0
3,0
0,2
29,9
Medio
31,4
12,8
4,4
195,2
0,2
5,8
4,9
0,5
90,8
Massimo
98,6
41,5
8,6
841,6
0,6
11,1
10,2
6,1
159,2
Mediana
23,4
9,0
3,8
109,0
0,2
5,0
4,8
0,2
88,0
Limite
(µ
µg/l)
400
300
4.000
1.000
20
4.000
(CrVI 200)
500
5
4.000
3
DISTRIBUZIONE METALLI PESANTI - INGRESSO
Descrizione
Valore
Rame
Piombo
Nichel
Zinco
Cadmio
Cromo
Arsenico
Mercurio
Manganese
INGRESSO
(COMPOSITO)
V. Medio
(µ
µg/l)
31,4
12,8
4,4
195
0,2
5,8
4,9
0,5
90,8
DECRETO 31/2001
(ACQUE POTABILI)
LIMITE
(VP - µg/l)
2.000
10
20
np
5
50
10
1
50
4
DISTRIBUZIONE METALLI PESANTI - USCITA LINEA LIQUAMI
Descrizione
Valore
Rame
Piombo
Nichel
Zinco
Cadmio
Cromo
Arsenico
Mercurio
Manganese
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
USCITA Impianto
(Campione
Puntuale)
Medio
5,9
2,8
3,6
37,3
0,2
5,0
3,7
0,2
63,6
USCITA Impianto
(Campione
Composito)
Medio
5,8
2,6
2,6
37,1
0,2
5,0
3,6
0,2
61,6
1.000
200
2.000
500
20
500
5
2.000
D.Lgs. 152/06
Limite
(Tab. 3, scarico in
(µ
µg/l)
acque superficiali)
2.000*
(CrVI 200)
Limitati tenori in uscita, concentrazioni notevolmente inferiori ai limiti D.Lgs. 152/06
5
DISTRIBUZIONE METALLI PESANTI - ABBATTIMENTO
Composito
Rif.
Rame
INGRESSO
Medio
31,4
12,8
USCITA
Medio
5,8
%
82
ABBATTIMENTO
Piombo Nichel
Zinco
Cadmio
Cromo
Arsenico
Mercurio
Manganese
4,4
195
0,2
5,8
4,9
0,5
90,8
2,6
2,6
37
0,2
5,0
3,6
0,2
61,6
80
41
81
-
13
26
-
32
50
60
% ABBATTIMENTO
Manganese
Arsenico
Cromo
Zinco
Nichel
Piombo
Rame
0
10
20
30
40
70
80
90
6
RIPARTIZIONE FRAZIONE DISCIOLTA E SOSPESA
Descrizione
INGRESSO TOTALE
Disciolto (D)
Particolato (P)
Rame
Piombo
Nichel
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
31,4
4,3
27,1
12,8
0,8
12,0
4,4
2,6
1,8
Zinco Cadmio
(µ
µg/l)
195,2
23,1
172,1
% ABBATTIMENTO (Ingresso vs Uscita)
Cromo
Arsenico
Mercurio
Manganese
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
(µ
µg/l)
0,2
0,2
0,0
5,8
4,9
5,0
0,8
% DISCIOLTO Ingresso (D)
0,5
3,3
1,6
90,8
0,2
0,3
66,6
24,2
% PARTICOLATO Ingresso (P)
100,00
90,00
80,00
70,00
frazione %
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
% abb. P+D % abb. P+D % abb. P+D % abb. P+D % abb. P+D % abb. P+D % abb. P+D % abb.
SST
Rame
Piombo
Nichel
Zinco
Cromo
Arsenico
Manganese
7
DISTRIBUZIONE METALLI PESANTI – FANGHI DISIDRATATI
Descrizione
Valore
FANGHI DISIDRATATI Medio
Mediana
RIUTILIZZO
AGRICOLO
(D.Lgs. 99/92)
Limite
mg/Kg ss
ENERGETICO
mg/Kg ss
(DM 05/02/98)
Procedura semplificata
CSS (Comitato
Termotecnico 08/’12)
*limiti regionali
mg/Kg ss
(mediana)
Rame Piombo Nichel
Zinco
Cadmio
Cromo
Arsenico
Mercurio Manganese
mg/Kg ss
mg/Kg ss
mg/Kg ss
mg/Kg ss
mg/Kg ss
mg/Kg ss
mg/Kg ss
mg/Kg ss
mg/Kg ss
279
250
128
124
29
25
758
722
1,3
1,3
34
33
12
13
1,2
1,2
203
177
Rame Piombo Nichel
Zinco
Cadmio
Cromo
Arsenico
1.000
750
300
2.500
20
-
_*
10
-
300
200
40
-
7 **
100
9
7**
400
2.000
600
200
-
10
500
15
UNI 15359
600
Mercurio Manganese
* *(Cd + Hg) = 7
Le concentrazioni medie dei metalli nei fanghi disidratati di un depuratore reflui civili
possono presentare criticità di conformità; sono proprio i metalli che esibiscono una
preponderante tendenza a permanere nella fase solubile (es. arsenico), quindi minore
tendenza ad accumularsi nei fanghi, a mostrare maggiori criticità
8
FANGHI –CONFRONTO TRA IMPIANTI
[mg/kgSS]
CONFRONTO METALLI NEI FANGHI - IMPIANTI DELLO STESSO CONTESTO TERRITORIALE
(Media metalli impianto di riferimento vs Media impianti con similari filiere di trattamento)
350
300
250
200
150
100
50
0
Cu
Pb
Ni
Cadmio
Mercurio
Cd + Hg
Cr
Roma Nord
As
Mn
9
FANGHI – CONTRIBUTO POLIELETTROLITA
CONTRIBUTO POLIELETTROLITA
METALLO
As
Cd
Cr
Cu
Pb
Mn
Ni
Zn
Fe
POLI
Concentrazione
(mg/Kg)
FANGHI
Contributo
(mg/Kg ss)
<1
<0.25
0.528
11.3
3.92
0.5
<0.25
16
13.5
0.005
0.001
0.003
0.061
0.021
0.003
0.001
0.086
0.073
IL POLIELETTROLITA NON INFLUENZA LE CARATTERISTICHE DEI FANGHI
10
MONITORAGGIO METALLI INGRESSO – INTENSO EVENTO DI PIOGGIA
MONITORAGGIO EVENTO INTENSO DI PIOGGIA (100 mm) CON CAMPIONATORI
AUTOMATICI INSTALLATI SU COLLETTORI CON CAMPIONAMENTO ORARIO
(monitoraggio seguente a periodi asciutti)
PICCHI IN EVENTO DI PIOGGIA
METALLO
Zn - Cu
As – Ni – Mn - Pb
20 volte il valore medio in ingresso
100 volte il valore medio in ingresso
EVENTO
VALORE MEDIO
(µg/L)
(µg/L)
Arsenico
500
5
Rame
800
32
Piombo
1600
13
Nichel
450
4.4
Zinco
2900
195
12000
91
3
ilr
Manganese
Cadmio
Gli incrementi significativi di metalli registrati su campioni puntuali vengono notevolmente
attenuati sui rispettivi campioni medi compositi, a testimonianza di un impatto per un
periodo temporale limitato alla prima pioggia e che, a medio termine, determina, in
realtà, fenomeni di diluizione.
11
Bilancio complessivo – esempio Arsenico
12
BILANCI DI MASSA - Arsenico
ENTRATA IMPIANTO
ARSENICO
µg/l
[Kg/d]
%
4,9
1,29
100
PARTICOLATO (P)
1,6
0,46
34
DISCIOLTO (D)
3,3
0,83
66
TOTALE (T)
USCITA LINEA ACQUE
As
T
RIMOZIONE
µg/l
[Kg/d]
%
residua
3,6
0,95
74
P
0,5
0,13
14
D
3,1
0,82
86
As
T
µg/l
[Kg/d]
%
rimozione
1,3
0,34
27
P 1,26
0,33
72
D 0,04
0,01
1
FANGHI DISIDRATATI
As
T
mg/Kg ss
[Kg/d]
%
residua
12
0,34
26
13
CONCLUSIONI - COMPORTAMENTO METALLI
Il comportamento dei metalli segue un destino coerente con la ripartizione tra frazione
solubile e particolata osservata sul liquame in ingresso, suddivisibile in
quattro cluster principali
CLUSTER 1
Rame, Piombo e Zinco
• Frazione particolata
ca. 80%
• Frazione solubile
ca. 20 %
TENDENZA AD
ACCUMULARSI NEI
FANGHI
CLUSTER 2
Nichel
Frazione particolata
ca. 45 %
Frazione solubile:
ca. 55 %
EQUIRIPARTIZIONE
CLUSTER 3
Arsenico, Mn e Cromo
Frazione particolata
(ca. 20%)
Frazione solubile:
ca. 80 %
TENDENZA AD
ACCUMULARSI NELLA
CORRENTE EFFLUENTE
CLUSTER 4
Mercurio e Cadmio
Frazione particolata
i.l.r.
Frazione solubile:
i.l.r.
NESSUNA EVIDENZA
Per nessun metallo si osservano fenomeni significativi di migrazione tra fasi, a
testimonianza che le sezioni «tradizionali» di impianto non determinano modifiche delle
caratteristiche tali da influenzarne il trasferimento
14

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