I casi studio simam nel progetto iWAYS per la valorizzazione dei gas di scarico industriali.
Recupero di acqua, energia e altre sostanze dai fumi di scarico industriali: è la grande sfida di iWAYS, progetto europeo in corso di test in diverse nazioni europee (Italia, Spagna e Svezia) e in vari settori produttivi (ceramico, chimico e siderurgico). SIMAM spa, leader nei servizi ambientali, è uno dei partner italiani come technology provider.
IL PROGETTO
Dopo poco più di un anno e mezzo di attività, iWAYS – Innovative WAter recoverY Solutions through recycling of heat, materials and water across multiple sectors, getta le basi per la realizzazione delle attività di prototipazione nei suoi casi studio (vedi Recover Magazine n°56 di Settembre 2021) e per dare vita alla chiusura del ciclo in ambienti industriali complessi. L’obiettivo principale del progetto è definire un innovativo processo industriale, caratterizzato da un approccio circolare, per contrastare le emissioni di gas e vapori di scarto attraverso il recupero, riutilizzo e valorizzazione di energia e di risorse contenuti nei fumi di scarico. Lo sviluppo e la combinazione di una serie di tecnologie per il recupero di acqua, energia e altre sostanze dai flussi gassosi emessi in atmosfera è la grande sfida di iWAYS. La tecnologia verrà testata in tre casi studio in diverse nazioni europee (Italia, Spagna e Svezia) e in vari settori produttivi (ceramico, chimico e siderurgico). iWAYS vede con la partecipazione di 19 partner, sotto il coordinamento generale italiano del professor Luca Montorsi dell’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia e la direzione tecnico-scientifica del professor Hussam Jouhara della Brunel University London.
IL RUOLO DI SIMAM
SIMAM Servizi Industriali Manageriali Ambientali, società del gruppo ACEA, con vasta esperienza nel campo dei servizi ambientali (trattamento acque, global service, consulting, engineering, construction and operation, gestione rifiuti, interventi ambientali, bonifiche), gioca il ruolo fondamentale di technology provider nell’ambito del progetto.
Sue sono la definizione e la realizzazione dei dimostratori per il trattamento e il recupero del condensato che verrano installate presso due casi studio: Ceramiche Atlas Concorde spa in Italia e Alufluor in Svezia. SIMAM gestirà anche le attività di avviamento e commissioning dei sistemi dimostrativi.
Inoltre svolge il ruolo di coordinamento delle attività afferenti allo specifico “pacco di lavoro” (work package – WP) dedicato proprio alla progettazione e realizzazione di tali sistemi, in tutti i tre casi studio: il WP4 – Innovative technologies for nearzero discharge plants, nell’ambito del quale sono attivamente coinvolti gli stessi casi studio e gli altri technology provider (ICRA, NTUA e IAMAS) impegnati presso Tubacex Tubos Inoxidables SA in Spagna. I sistemi di trattamento sviluppati da SIMAM sono finalizzati a rendere fattibile il recupero del condensato derivante dal trattamento dei fumi, unitamente ad altre acque di scarico generate nei processi produttivi oggetto di studi, con conseguente riduzione dei consumi delle risorse idriche che sono oggi al centro delle principali problematiche ambientali sia nazionali che globali. Il processo è stato anche studiato per implementare un sistema di trattamento integrato nel sistema di trattamento generale di stabilimento, in modo da realizzare un ciclo chiuso caratterizzato dall’assenza di rifiuti aggiuntivi da gestire.
I CASI STUDIO
Nel primo caso studio (Ceramiche Atlas Concorde) il recupero della risorsa idrica è raggiunto tramite un sistema compost da ultrafiltrazione e nanofiltrazione che tratta acqua carica di COD, TSS e altri composti tipici del settore ceramico. La soluzione ideata da SIMAM consente di ottenere, con la nanofiltrazione, una portata di permeato pari a 2.000 l/h e una portata di concentrato pari a 2.000 l/h, entrambi riutilizzabili all’interno del processo produttivo. Il permeato risulta avere caratteristiche qualitativamente migliori di quelle disponibili ad oggi nello stabilimento e pertanto risulterà idoneo a essere riutilizzato nella sezione della macinazione smalti, in quanto privo dei composti bivalenti che alterano la colorazione dei prodotti.
È previsto anche il riutilizzo del concentrato nella sezione di recupero fanghi. Nello schema a blocchi riportato in Figura 1 si evidenzia come il sistema iWAYS, pensato per il trattamento delle acque, si inserisce nello stabilimento del caso studio. Nel secondo caso studio (Alufluor AB) invece, il prototipo ideato da SIMAM recupererà ben 10.000 l/h di acqua con una temperatura media di 55°C. L’acqua da trattare è inoltre carica di calcio e fluoruri, che a loro volta, precipitano e generano un alto contenuto di TSS. In questo caso la soluzione ideata da SIMAM prevede un filtro a sabbia, specificatamente dimensionato per rimuovere la presenza di fluoruro di calcio e relativi TSS generati, e un sistema di addolcimento, il quale ha lo scopo di rimuovere totalmente la durezza calcica e consentire di riutilizzare l’acqua trattata all’interno dello scrubber di stabilimento, pur lavorando ad una temperature gravosa per la resina di addolcimento. Una prima sperimentazione su scala ridotta (Figura 2) è stata già svolta tra marzo e giugno 2022 per analizzare gli aspetti critici (in via principale temperatura e problematiche di intasamento). L’esito positivo di tali prove ha confermato la soluzione ideata, pertanto SIMAM procederà a realizzare il sistema dimostrativo per i successivi studi e prove sperimentali in ambiente operativo. Nella Figura 3 si può vedere come il Sistema iWAYS per il trattamento delle acque, contenenti anche le condense, si integra nell’esistente schema di trattamento di stabilimento.
Tali attività, in combinazione con le altre tecnologie e sistemi sviluppati dall’intero consorzio del progetto iWAYS, hanno il potenziale per supportare i settori industriali oggetto di studio, nonché altri settori in cui l’intero sistema può essere replicabile, nel raggiungere gli obiettivi ambientali previsti dal Green Deal Europeo e quelli di sviluppo sostenibile dell’Agenda 2030 (Sustainable Development Goals, SDGs).
GLI SVILUPPI IN CORSO
Attualmente si sta concludendo la progettazione per la costruzione dei sistemi e si sta procedendo con la fase di approvvigionamento delle varie componenti. Nella prima metà del 2023 si prevede di avviare il periodo di sperimentazione del nuovo Sistema iWAYS, costituito sia dalla sezione di recupero del calore e di altri materiali (Heat Pipe Condenser Economiser – HPCE) che dai sistemi di trattamento delle condense, ai fini di poter validare il sistema iWAYS in ambiente operativo reale, consentendo di raggiungere un Livello di Maturità Tecnologica pienamente dimostrato nell’ambiente operativo (TRL7) a conclusione del Progetto prevista nel 2024.
Gli sviluppi del progetto possono essere seguiti sul sito del Progetto (www.iways.eu) e sui canali social dedicati: Twitter (@iWAYSWaterEU) e LinkedIn (Innovative WAter recoverY Solutions – www.linkedin.com/company/iways-water-eu).
This article was published in December 2022 in the RECOVER Magazine.