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Ricerca, sviluppo tecnologico e innovazione

“Studio e sviluppo di sistemi innovativi per il trattamento
di fanghi industriali”

Il progetto è stato condotto con lo scopo di sviluppare una nuova tecnologia per il trattamento di rifiuti fangosi di origine industriale, con focus sulle operazioni di essicazione dei fanghi industriali e lavaggio dei fumi generati durante il processo di pirolisi.

La maggior parte dei processi industriali genera una serie di prodotti di scarto raccolti nella forma di fanghi, materiali semisolidi contenenti sostanze organiche e inorganiche di varia natura.
I fanghi sono composti voluminosi, spesso putrescibili, in quanto subiscono degradazioni biochimiche se non vengono totalmente ossidati, emanano cattivo odore e possono contenere sostanze dannose per l’ambiente e per l’uomo.
I fanghi industriali vengono trattati con lo scopo di ridurne sensibilmente il volume e stabilizzare la sostanza organica residua.
Il volume costituisce un parametro di fondamentale importanza in quanto influenza direttamente la logistica e i costi di trasporto e smaltimento.
Una cospicua riduzione del volume, operata attraverso la concentrazione della frazione solida e l’allontanamento delle frazioni liquida e gassosa, permette di ridurre notevolmente i costi e l’impatto ambientale del processo di smaltimento.

L’essiccatore sviluppato nel corso del progetto è concepito in modo radicalmente diverso rispetto alle soluzioni tradizionali. Il riscaldamento della massa fangosa avviene infatti mediante l’esposizione ad un campo elettromagnetico oscillante nella regione delle radiofrequenze, in grado di far evaporare l’acqua residua presente nella massa fangosa. Questo tipo di riscaldamento viene comunemente denominato “riscaldamento dielettrico” e permette di aumentare la temperatura della massa fangosa in modo rapido e uniforme. Il modulo sviluppato per l’essiccazione funziona alternando cicli di esposizione e radiofrequenze (RF) e cicli di vuoto, in modo tale da ottimizzare il processo di evaporazione dell’umidità residua.

Durante i cicli RF la massa viene scaldata rapidamente e uniformemente, mentre durante i cicli di vuoto, abbassando la pressione della camera, la temperatura di ebollizione dell’acqua viene ridotta favorendo lo sviluppo del vapore acqueo.

La nuova tecnologia sviluppata da Officine di Cartigliano consente di essiccare il fango sottoposto al trattamento riducendone la massa di oltre il 70% in un tempo più breve rispetto ai trattamenti termici tradizionali. Il processo viene inoltre condotto senza l’impiego di combustibili fossili.

La massa in uscita dall’essiccatore viene diretta in un pirolizzatore (non trattato nel progetto), dove avviene la combustione in assenza di ossigeno, ovvero la decomposizione termodinamica della sostanza organica. I prodotti in uscita dal pirolizzatore consistono in un residuo solido, che a questo punto ha una massa sensibilmente inferiore rispetto al prodotto iniziale, e in syngas (miscela contenente principalmente idrogeno e monossido di carbonio). Quest’ultimo può essere raccolto e utilizzato come combustibile per produrre energia o come reagente per la sintesi di altre sostanze.
Il gas di sintesi in uscita dal pirolizzatore si trova però ad una temperatura troppo elevata e rimane contaminato da varie sostanze liquide presenti in sospensione sotto forma di “nebbia”. Durante il progetto è stato sviluppato uno scrubber ad acqua per il lavaggio dei fumi in uscita dal pirolizzatore in grado di ridurre drasticamente e rapidamente la temperatura del syngas e di abbattere la concentrazione dei contaminanti, con lo scopo di ottenere un syngas di qualità nettamente superiore.

Il presente progetto è stato supportato dal Programma Operativo Regionale (POR) FESR 2014-2020 con un sostegno pubblico concesso pari a € 302.786,18, di cui quota UE pari a € 151.393,09, quota Stato parti a € 105.975,16 e quota Regione Veneto pari a € 45.417,93